Dégradation du canal KCNQ1 dans le syndrome du QT long : nouveaux partenaires des canaux KCNQ1 et SCN5A
par David Peroz
Thèse de doctorat en Médecine. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Sous la direction de Jean Mérot.
Soutenue en 2008
à Nantes , dans le cadre de École doctorale chimie biologie (Nantes) , en partenariat avec Université de Nantes. Unité de Formation et de Recherche de Médecine et des Techniques Médicales (autre partenaire) .
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Résumé
Le syndrome du QT long est une arythmie cardiaque responsable de morts subites. Les formes familiales de QT long sont dues à des mutations sur des gènes codant pour des canaux ioniques. Je me suis intéressé à deux de ces canaux : KCNQ1 et SCN5A. La mutation Y111C située sur la partie N-terminale du canal KCNQ1 provoque une rétention du canal dans le réticulum endoplasmique. J'ai étudié les conséquences de cette rétention sur la biosynthèse du canal KCNQ1 et j'ai cherché à identifier les acteurs du contrôle qualité mis en jeu. Par des expériences de western blot et de pulse-chase, j'ai montré que la protéine mutante était moins exprimée que le protéine sauvage et que ceci était dû à une stabilité moindre de la protéine mutante. J'ai également montré que le canal KCNQ1 était dégradé par le système ubiquitine protéasome et que la chaperonne Hsp70 était capable de s'associer avec KCNQ1. Enfin, la protéine Derlin-1 ne participe pas à la dégradation du canal KCNQ1. En effet, ni la sur-expression ni la sous-expression de cette protéine n'ont eu d'impact ni sur le niveau d'expression ni sur la demi-vie du canal sauvage ou mutant. Les canaux ioniques KCNQ1 et SCN5A fonctionnent au sein de complexes protéiques. Par des expériences de pull-down et de double hybride, j'ai identifié plusieurs partenaires potentiels pour KCNQ1 ; leurs rôles sur le trafic ou la fonction du canal restent à déterminer. Nous avons également identifié 14-3-3 comme nouveau partenaire de SCN5A et montré qu'il modulait le courant sodique cardiaque. Identifier ces protéines permet de mieux comprendre le fonctionnement des canaux ioniques et de pointer vers de nouveaux gènes candidats d'intérêt diagnostic.
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Titre traduit
KCNQ1 degradation in long QT syndrome. New partners of KCNQ1 and SCN5A channels
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Résumé
The long QT syndrome is a cardiac arrhythmia responsible for sudden deaths. The familial forms of long QT are induced by mutations in genes coding for ion channels. During my thesis I have worked on two of these channels : KCNQ1 and SCN5A. The Y111C mutation located in the N-terminus of KCNQ1 channel leads to endoplasmic reticulum retention of the channel. I have studied the consequences of this retention on the biosynthesis of KCNQ1 and identified some of the players implicated in the quality control of the proteins. Using western blot and pulse-chase experiments, I have showed that the mutant protein was less expressed than the wild and that it was due to a lower stability of the mutated protein. I have also showed that the KCNQ1 channel was degraded by the ubiquitin proteasome system and that the chaperone Hsp70 was able to associate with KCNQ1. Finally, the protein Derlin-1 was not involved in the degradation of KCNQ1 channel. Indeed, neither over nor under-expression of this protein had any impact on the expression level or the half-life of wild or mutated channel. The ion channels KCNQ1 and SCN5A operate within protein complexes. By a combination of pull-down and double hybrid experiments, I have identified several potential partners for KCNQ1. Their roles on KCNQ1 function or trafficking remain to be analyzed. We have also identified 14-3-3 as a new partner of SCN5A and we have showed that it modulated the cardiac sodium current. Identification of these proteins help to better understand how ion channels function and point to new candidate genes for diagnosis.
