Etude de la sulfatation des protéines dans les processus d’interactions biologiques : cas du récepteur aux chimiokines CXCR4

Role of protein sulfation in biomolecular interactions : focus on the chemokine receptor CXCR4

• Auteur / Autrice : Maud Fumex
• Direction : Florence Gonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 12/11/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (Evry, Essonne ; 1998-)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Gonnet, Anne Varenne, Jean-Luc Galzi, Régis Daniel, Gilles Mourier, Jean-Maurice Mallet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Varenne, Jean-Luc Galzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Électrophorèse capillaire

Récepteurs CXCR4

Sulfatation

Mots clés libres

SDF-1

Résumé

La sulfatation protéique est une modification post-traductionnelle qui intervient principalement sur les récepteurs cellulaires. Parmi eux, le récepteur CXCR4 est particulièrement étudié en raison de son implication dans de nombreux processus physiopathologiques (réponse immunitaire, infection au VIH). Le domaine extracellulaire de 38 acides aminés de CXCR4 (le peptide P38), contenant trois tyrosines connues pour être sulfatées, est important pour l’interaction avec son ligand spécifique, la chimiokine SDF-1α/CXCL12 (Stromal Cell-Derived Factor-1α). Le rôle de la sulfatation de CXCR4 dans cette interaction est encore méconnu.Le peptide P38 a été synthétisé et sulfaté de façon régiosélective sur toutes les tyrosines (peptides mono-, di- ou tri-sulfatés, soit 7 combinaisons). L’impact du nombre et de la position des groupements sulfate le long du peptide P38 sur son interaction avec SDF-1α a été étudié par électrophorèse capillaire d’affinité (ACE) couplée ou non à la spectrométrie de masse électrospray (ESI-MS). Une interaction entre P38 et SDF-1α a été mise en évidence par ACE. Une augmentation de l’affinité peut être associée à l’augmentation du degré de sulfatation de P38. La stœchiométrie des complexes a ensuite été déterminée en utilisant l’ACE-MS, qui a mis en évidence une majorité de complexes 1:1, quel que soit le peptide étudiéCes travaux ouvrent la voie à l'étude d'une interaction à trois partenaires avec des glycosaminoglycanes.

Sulfation is one of the most important post-translational modifications of proteins. The known sulfated proteins are mostly cell receptors and among them, CXCR4 attracts growing attention because of its involvement in numerous physio-pathological processes (immune response, HIV infection). The 38 amino-acid extracellular domain of CXCR4 (P38 peptide), containing three tyrosine residues known to be sulfated, is important for the interaction with its specific ligand, the SDF-1α/CXCL12 chemokine (Stromal cell-derived factor-1α). The role of sulfation in this interaction remains to be established.The P38 peptide was chemically synthesized and regioselectively sulfated on all the tyrosines (mono-, di- or tri-sulfated peptides, 7 combinations). The impact of both distribution and position of sulfate groups on the interaction between P38 and SDF-1α was studied by affinity capillary electrophoresis (ACE) hyphenated to electrospray mass spectrometry (ESI-MS).An interaction between P38 and SDF-1α was highlighted by ACE. It was strongly enhanced by the increase of P38 sulfation degree. The complex stoichiometry was then determined by ACE-MS, and 1:1 complexes were predominantly obtained, with all the peptides. This work opens the orad to the three-partner interaction studies involving glycosaminoglycans.