Etude fonctionnelle des proteines decouplantes mitochondriales (ucps) par expression heterologue dans la levure saccharomyces cerevisiae

Functional study of the mitochondrial uncoupling proteins (ucps) expressed in yeast saccaromyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : CHRISTOPHE FLEURY
• Direction : Daniel Ricquier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La proteine ucp1 (uncoupling protein-1) est un transporteur dans la membrane interne mitochondriale, specifique des adipocytes bruns thermogeniques. Ucp1 permet la rentree des protons dans la matrice mitochondriale et dissipe le gradient de protons genere par la chaine respiratoire. L'energie liberee par ce decouplage entre la respiration cellulaire et la phosphorylation de l'atp est dissipee sous forme de chaleur. Cette activite decouplante est inhibee par les nucleotides et activee par les acides gras libres. L'etude fonctionnelle d'ucp1 par expression heterologue dans la levure saccharomyces cerevisi a necessite la mise au point de techniques et protocoles, notamment de nouveaux outils (mutagenese, banque d'expression, cytometrie de flux). L'analyse de nombreux mutants a permis de mieux comprendre les relations entre la structure, la fonction d'ucp1 et les regulations de son activite. Nous avons ete conduits a postuler l'existence de nouveaux genes codant des proteines tres semblables a l'ucp1 de tissu adipeux brun. De nouveaux genes ont ete mis en evidence chez les mammiferes : - le gene ucp2, exprime dans de nombreux types cellulaires. - le gene ucp3, exprime principalement dans les muscles. - le gene ucp4, exprime preferentiellement dans le cerveau. Un gene homologue aux ucps de mammiferes a egalement ete identifie chez la pomme de terre (stucp) et arabidopsis thaliana (atucp). La constitution d'une famille de proteines decouplantes au sein de la superfamille des transporteurs mitochondriaux suggere que le decouplage des mitochondries doit revetir une importance physiologique et incite a reexaminer les mecanismes moleculaires de la thermogenese. La production de chaleur par tous les types de cellules est liee a un couplage imparfait de la respiration a la synthese d'atp. Les ucps sont donc de bon candidats pour expliquer les fuites de protons dans la membrane interne des mitochondries.