Caractérisation fonctionnelle des protéines ypt/rabgap, Gyp5p et Gyl1p et de leur interaction avec une protéine à domaine N-BAR, Rvs167p chez Saccharomyces cerevisiae

par Magali Prigent-Cossard (Prigent)

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Marie-Hélène Cuif.


  • Résumé

    Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, la croissance est orientée et nécessite l’apport de membranes et d’enzymes pour la synthèse de la paroi cellulaire. La régulation du transport des vésicules permettant cet apport est assuré par les GTPases de la famille Ypt/Rab. Sec4p, une Ypt/Rab GTPase, est impliquée dans l’exocytose en assurant la spécificité de l’ancrage des vésicules post-golgiennes envoyées aux sites de croissance. La régulation de son activité GTPase est essentielle pour sa fonction.Nous nous intéressons aux protéines Gyp5p et Gyl1p, deux membres de la famille des protéines activatrices des GTPases Ypt/Rab chez S. cerevisiae. Le laboratoire a montré l’implication du complexe Gyp5p-Gyl1p dans l’exocytose polarisée vraisemblablement par la régulation de Sec4p. Notre étude a montré une interaction directe in vitro de ces deux protéines, ainsi qu’une interdépendance pour une bonne localisation du complexe aux sites de croissance polarisée, c'est-à-dire au sommet du bourgeon durant la croissance apicale et au cou du bourgeon durant la cytocinèse. Cette localisation dépend de deux formines, d’éléments du polarisome et des câbles d’actine. De plus, nous avons montré par des expériences d’immunofluorescence et de microscopie électronique en collaboration avec J.-M. Verbavatz (iBiTec-S, CEA), que ces protéines sont transportées sur des vésicules de sécrétion jusqu’aux sites de croissance polarisée.Notre étude de l’interaction du complexe Gyp5p-Gyl1p avec Rvs167p, une protéine à domaine BAR (Bin1-Amphiphysin-Rvs167p) a montré que Gyp5p et Gyl1p sont nécessaires pour la bonne localisation de Rvs167p au sommet du petit bourgeon et que ces complexes se forment principalement dans des fractions enrichies en membrane plasmique. Pour mieux caractériser ces interactions, nous avons réalisé une mutation de la proline 473 dans le domaine SH3 de Rvs167p et des délétions des séquences riches en proline de Gyp5p et Gyl1p. Ces mutations entraînent un défaut d’interaction de Rvs167p avec Gyp5p et Gyl1p et la perte de la localisation de Rvs167p au sommet du petit bourgeon. Afin de comprendre la fonction de ces interactions, nous avons réalisé des expériences de microscopie électronique et des tests de sécrétion de l’endo-β-1,3-glucanase, Bgl2p dans une souche Δrvs167. Nous avons mis en évidence une accumulation de vésicules de sécrétion au niveau du petit bourgeon et un défaut de sécrétion de Bgl2p à 13°C dans cette souche. De plus, nous avons également observé une accumulation de vésicules de sécrétion dans une souche exprimant Rvs167p mutée pour la proline 473 et un défaut de sécrétion de Bgl2p dans une souche exprimant Gyp5p et Gyl1p dépourvues de leurs séquences riches en proline. Ces résultats montrent que Rvs167p joue un rôle dans l’exocytose polarisée au stade du petit bourgeon et que cette fonction dépend de son recrutement par Gyp5p et Gyl1p au sommet du petit bourgeon.

  • Titre traduit

    Functional characterization of Ypt/RabGAP proteins, Gyp5p and Gyl1p and of their interaction with a N-BAR domain protein, Rvs167p in Saccharomyces cerevisiae.


  • Résumé

    In Saccharomyces cerevisiae, growth is oriented and requires the contribution of membranes and enzymes for the synthesis of the cell wall. Regulation of vesicles transport allowing this contribution is provided by the Ypt/Rab GTPases family. Sec4p, a Ypt/Rab GTPase, is involved in exocytosis by controlling the tethering of post-Golgi vesicles at sites of growth. Regulation of Sec4p GTPase activity by is essential for its function.We studied the proteins Gyp5p and Gyl1p, two members of the Ypt/Rab GTPases activiting proteins (RabGAP) family in S. cerevisiae. Gyp5p and Gyl1p interact with Sec4p and are involved in the control of exocytosis at the small-bud stage. Our study showed that Gyp5p and Gyl1p interact directly in vitro and are interdependent for their correct localization to the sites of polarized growth, e.g. the bud tip during apical growth and the bud neck during cytokinesis. We showed that the localization of Gyp5p and Gyl1p to the sites of polarized growth depends on the formins Bni1 and Bnr1, but also on polarisome components and actin cables. Moreover, we showed by immunofluorescence and electron microscopy (in collaboration with J.-M. Verbavatz), that Gyp5p and Gyl1p are transported onto secretory vesicles to access the sites of polarized growth.We studied the interaction of Gyp5p and Gyl1p with Rvs167p, a BAR domain (Bin1-Amphiphysin-Rvs167p) protein and showed that Gyp5p and Gyl1p are necessary for the recruitment of Rvs167p to the small-bud tip. Both the mutation of the proline 473 in the SH3 domain of Rvs167p and the deletion of the proline-rich regions of Gyp5p and Gyl1p disrupt the interaction of Rvs167p with Gyp5p and Gyl1p and impair the localization of Rvs167p to the tips of small buds. Electron microscopy experiments unraveled an accumulation of secretory vesicles in small buds of rvs167Δcells and β-1,3-endoglucanase Bgl2p secretion assays showed Bgl2p secretion defects in cultures enriched in small buds at 13°C. In addition, an accumulation of secretory vesicles was observed in Rvs167pP473L strain, and Bgl2p secretion defect were found in strains expressing Gyp5p and Gyl1p deleted of their proline-rich sequences. These results show that Rvs167p plays a role in polarized exocytosis at the small bud stage and that its function in exocytosis depends on its recruitment to the tip of small buds by the RabGAP proteins Gyp5p and Gyl1p.


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