Clonage des gènes de deux convertases : application à l'étude de la maturation de la proopiomelanocortine en physiologie et en pathologie : Biochimie et biologie moléculaire

• Auteur / Autrice : Marie-Laure Raffin-Sanson
• Direction : Xavier Bertagna
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et Biologie Moléculaire
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d’études en Physiopathologie Endocrinienne UPR 1524 Institut Cochin de Génétique Moléculaire
• Jury : Président / Présidente : François Girard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Girard, Patrick Kitabgi, Annick Julienne-Moukhtar, Jean-Pierre Luton, Majambu M’Bikay, Micheline Misrahi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrick Kitabgi, Annick Julienne-Moukhtar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Proopiomélanocortine

Clonage moléculaire

Convertases

Cytologie

Résumé

Les convertases constituent une famille d'endoprotéases responsables de la protéolyse des précurseurs hormonaux. Ces enzymes ont des spécificités de clivage différentes et une expression tissulaire variable. Elles existent souvent sous plusieurs isoformes. Les mécanismes assurant la synthèse des différentes isoformes et les bases moléculaires de la tissus spécificité ces enzymes sont encore mal connues. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié chez la souris les gènes de deux convertases d'expression tissulaire restreinte : PC4, exprimée seulement dans les cellules germinales et PC2, spécifique des tissus neuroendocrines. Nous avons défini les jonctions introns-exons et les régions promotrices. Pour PC4, nous avons précisé les mécanismes d'épissage permettant la synthèse des différentes isoformes. Dans le cas de PC2, la comparaison des séquences promotrices humaines et murines nous a permis de définir des domaines conservés, fonctionnellement importants. Au sein de l'un de ces domaines, nous avons mis en évidence et caractérisé une séquence de type NRSE (Neurone Restrictive Silencing Element), dont nous avons montré qu'elle participait à l'expression neuroendocrine de cette convertase. Nous nous sommes ensuite intéressés à l'un des substrats de PC2 (et de PCl), la proopiomelanocortine (POMC), précurseur de l’ACTH dans l'hypophyse mais aussi de la βendorphine et de l'αMSH dans le système nerveux. Nous avons mis au point le dosage immunoradiométrique du précurseur intact dans le plasma. Nous avons ainsi mis en évidence des situations physiologiques ou pathologiques qui s'accompagnent d’une maturaion incomplète de la POMC: tumeurs neuroendocrines, gestation, nouveau-né. Nous avons également étudié une patiente ayant un défaut de clivage des précurseur hormonaux par carence en PC1 et déterminé chez elle les modalités de sécrétion et de maturation de la POMC.

The proprotein convertase family plays an important rôle in endoproteolytic processing of prohormones. These enzymes have distinct but overlaping cleavage specificities and tissular expressions. For most of them, several isoforms were described. Molecular mechanisms allowing the synthesis of these different isoforms and controlling the tissu specifie expression of each enzyme remain largely unknown. In the first part of this work, we have cloned in mouse genes encoding two proprotein convertases with limited tissue distribution: PC4, only present in testicular germ cells, and PC2 specifie for neuroendocrine cells. We defined the intron-exon boundaries and characterized the promoter regions. We showed that altemati ve splicing of the PC4 mRNA is responsible for the generation of the several variants. For PC2, comparison of human and mouse promoter regions revealed domains of high sequence conservation, suggesting physiological relevance. One of these domains carries a sequence motif partially homologous with the consensus sequence of neuron-restrictive silencing element (NRSE). We showed that this sequence is involved in the neuroendocrine specific expression of this convertase. We also analyzed the proteolytic activation of proopiomelanocortin (POMC), giving ACTH in pituitary, βendorphin and αMSH in central nervous system. We developped a specific radioimmunoassay allowing detection of intact POMC in plasma. We used this assay to define physiological and pathological situations characterized by POMC processing defects