Identification et caractérisation de nouveaux facteurs d'assemblage du protéasome 26S chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Identification and characterization of novel assembly factors of the 26S proteasome in yeast saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Benoît Le Tallec
• Direction : Anne Peyroche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie et génétique moléculaire
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules chaperonnes

Protéasome

Mots clés libres

Checkpoints

Assemblage

Pac

S5b

Hsm3

Résumé

Chez S. Cerevisiae, Rad53 occupe une place centrale au sein des checkpoints de l’ADN qui coordonnent les réponses cellulaires aux dommages de l’ADN et au blocage de la réplication. Afin d’identifier de nouveaux activateurs ou substrats de Rad53, nous avons recherché, à l’échelle du génome, les gènes qui suppriment la toxicité d’un allèle dominant létal de RAD53 lorsqu’ils sont inactivés. 110 gènes ont été isolés et classés en groupes fonctionnels. Un groupe composé de huit gènes dont l’inactivation confère à la cellule une hyper-résistance à plusieurs stress génotoxiques a retenu notre attention. Trois de ces gènes codent des composants du protéasome 26S, l’enzyme central du système de dégradation ubiquitine-dépendante des protéines. Le 26S est composé d’une partie catalytique 20S associée au complexe régulateur 19S, lui même formé de 2 sous-complexes, la base et le couvercle. Avant le crible, un seul chaperon du protéasome était connu chez la levure, la protéine Ump1, impliquée dans la maturation du 20S. Par des analyses génétiques et biochimiques, nous avons caractérisé les cinq autres membres du groupe fonctionnel « protéasome ». Les gènes POC1-4 (Proteasome Chaperone) codent 4 protéines formant deux paires de chaperons du protéasome 20S (Poc1-Poc2 et Poc3-Poc4) agissant en amont de Ump1. HSM3 code la première protéine chaperon de la particule régulatrice du protéasome. Hsm3 assiste l’assemblage de la base du 19S et régule l’association du 19S en formation avec le protéasome 20S. Nous avons identifié les homologues mammifères de Poc1-4 (PAC1-4) et Hsm3 (S5b), révélant ainsi une remarquable conservation des facteurs d’assemblage du protéasome au cours de l’évolution.

In S. Cerevisiae, Rad53 plays a key role in DNA checkpoints which coordinate several processes of the DNA damage response. In order to identify new activators and substrates of Rad53, we carried out a genome-wide screen for genes whose deletion could suppress the toxicity of a dominant-lethal form of RAD53. 110 suppressor genes have been isolated and classified into functional groups. We further analyzed one of these groups, which is made of 8 genes that lead to hyperresistance to genotoxic stress when they are inactivated. Three genes encode components of the 26S proteasome, the central enzyme of ubiquitin-dependant proteolysis. Proteasome comprises the catalytic core particle (20S) and the regulatory particle (19S), itself composed of two subcomplexes, the base and the lid. At the time of our screen, only one proteasome chaperone was known in yeast, Ump1, which participates in 20S proteasome maturation. By combining genetical and biochemical analyses, we have assigned a molecular function to the five other members of the “proteasome” functional group. POC1-4 (Proteasome Chaperone) encode 4 proteins that form two pairs of chaperones of the 20S proteasome (Poc1-Poc2 and Poc3-Poc4) acting upstream of Ump1. HSM3 encodes the first chaperon protein of the regulatory particle. Hm3 associates with the base subcomplex of the 19S and is specifically required for its assembly. Hsm3 also modulates the association between the nascent 19S and the 20S proteasome. We have identified functional mammalian homologs of yeast Poc1-4 (PAC1-4) and Hsm3 (S5b) and provided evidence for a remarkable conservation of a chaperone-assisted proteasome assembly throughout evolution.