Impact du PUGNAc sur le catabolisme des N-glycoprotéines

Impact of PUGNAc on N-glycoproteins catabolism

• Auteur / Autrice : Ali Mehdy
• Direction : François Foulquier, Sandrine Duvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Soutenance le 13/12/2011
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies

Lysosomes

Inhibiteurs

Bêta-N-acétylhexosaminidase

Protéines -- Modifications posttraductionnelles

Oligosaccharides

Glycoprotéines

Mots clés libres

O-GlcNAc

O-GlcNAcase -- Inhibiteurs

Résumé

Les Oligosaccharides soluble (OS) sont essentiellement générés durant le processus de dégradation des N-glycoprotéines nouvellement synthétisées et mal conformées (ERAD) et durant la voie « turn-over » des glycoprotéines matures. Dans le but de déterminer si la modification post-traductionnelle O-GlcNAc est effectivement impliquée dans le processus de dégradation des N-glycoprotéines, nous avons analysé par spectrométrie de masse les OS provenant des cellules CHO après traitement par l’inhibiteur PUGNAc. Le PUGNAc ou « O-(2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranosylidene) amino-N-phenylcarbanate » est un inhibiteur puissant de l’O-GlcNAcase (OGA) qui catalyse l’hydrolyse du résidu O-GlcNAc des résidus sérine et thréonine des protéines O-GlcNAcylées.L’analyse par spectrométrie de masse révèle l’apparition d’une population d’OS de structures anormaux dans les cellules CHO suite au traitement par le PUGNAc. Cette population a été identifiée comme ayant des structures possédant des résidus GlcNAc au niveau de leur extrémité non-réductrice issues d’une dégradation lysosomale incomplète des glycoprotéines. Contrairement au PUGNAc, le NButGT, un autre inhibiteur de l’OGA, n’aboutit pas à l’apparition de cette population. Ainsi, Nous avons démontré que ces structures s’accumulent exclusivement dans la fraction membranaire conséquence de l’inhibition des β-hexosaminidases lysosomaux par le PUGNAc. Notre étude avait permis, d’un part, de mettre en évidence la capacité du PUGNAc de mimer une maladie de surcharge lysosomale et, d’autre part, de montrer un autre aspect des effets indésirables induits par le PUGNAc et qui nécessite d’être pris en considération lors de l’utilisation de cet inhibiteur.

Free oligosaccharides (fOS) are generated as a result of glycoproteins catabolism that occurs in two principal distinct pathways: the endoplasmic reticulum-associated degradation (ERAD) of misfolded newly synthesized N-glycoproteins and the mature N-glycoproteins turnover pathway. We analyzed fOS by Mass spectrometry in PUGNAc CHO treated cells in order to investigate whether O-GlcNAc modified proteins were involved in N-glycoprotein degradation process. The O-(2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranosylidene) amino-N-phenylcarbanate (PUGNAc) is a potent inhibitor of the O-GlcNAcase (OGA) catalyzing the cleavage of β-O-linked 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranoside (O-GlcNAc) from serine and threonine residues of post-translationally modified proteins. Mass spectrometry (MS) analysis revealed the appearance of an unusual population of fOS after PUGNAc treatment. The structures representing this population have been identified as containing non-reducing end GlcNAc residues resulting from incomplete lysosomal fOS degradation. Only observed after PUGNAc treatment, the NButGt, another OGA inhibitor, did not lead to the appearance of the population. These structures have clearly been shown to accumulate in membrane fractions as the consequence of lysosomal β-hexosaminidases inhibition by PUGNAc. As Lysosomal Storage Disorders (LSD) are characterized by the accumulation of fOS in various tissues, our study evokes that PUGNAc mimics a LSD and shows another off target effects that needs to be taken into account in the use of this drug.