Caractérisation structurale et fonctionnelle du réseau d'interaction du Gelatin Binding Domain de la fibronectine humaine

Structural and fonctional study of interaction network of Gelatin Binding Domain

• Auteur / Autrice : Mounira Tiouajni
• Direction : Herman Van Tilbeurgh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure, fonction et ingénierie des protéines
• Date : Soutenance le 06/06/2013
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biochimie et Biophysique Moléculaire et Cellulaire (Orsay, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Minard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Herman Van Tilbeurgh, Philippe Minard, Andréa Dessen, Sylvie Ricard-Blum, Sophie Zinn-Justin, Arnaud Ducruix
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Andréa Dessen, Sylvie Ricard-Blum

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transglutaminase

Adhésines

Conformation moléculaire

Fibronectines

Mots clés libres

Matrice extracellulaire

Fibronectine

Gelating binding domain (GBD)

Transglutaminase 2

Adhésine bactérienne FNE

Protéines artificielles aREP

Interaction protéine-protéine

Structure

Extracellular matrix

Fibronectin

Gelating binding domain (GBD)

Transglutaminase 2

Bacterial adhesin FNE

Artificial proteins α REP

Protein-protein interactions

Structure

Résumé

La matrice extracellulaire (MEC) intervient dans de nombreux processus biologiques tels que la migration, la différentiation ou l’adhésion cellulaire. Elle est également associée à plusieurs évènements pathologiques. La cohésion de la MEC est assurée par un réseau organisé et complexe de protéines présent au voisinage immédiat des cellules. Ce projet a pour objectif de contribuer à la caractérisation structurale et fonctionnelle de certaines de ces complexes protéiques. Le Gelatin Binding Domain (GBD) (⁶FI¹²FII ⁷⁸⁹FI), localisé dans la région N-terminale de la fibronectine est connu pour interagir avec la transglutaminase 2 (TG2), le collagène de type I, ou encore des protéines d’adhésion bactériennes tel que la FNE (protéine de Streptococcus equi). Mes travaux de thèse portent donc sur la caractérisation fonctionnelle et structurale de ces interactions par des approches biophysiques et biochimiques. Ce travail a permis de cartographier les régions d’interactionentre la TG2 et le GBD d’une part et la FNE et le GBD d’autre part. Nous avons par la suite entrepris une étude par SAXS des complexes TG2/GBD et FNE/GBD et réussi à établir des modèles structuraux d’interaction entre (1) le GBD et le domaine N-terminal de la TG2 et (2) entre la FNE et le sous fragment ⁷⁸⁹FI du GBD. La structure tridimensionnelle de la protéine FNE a été résolue par cristallographie aux rayons X grâce à l’utilisation d’un outil original facilitant l’obtention de cristaux.

The extracellular matrix (ECM) is involved in a number of biological pathways associated with the cell migration, differentiation, adhesion and is also implicated in several pathological events. The cohesion of the ECM is accomplished by a highly organized protein complex network on the cell surface. The Gelatin Binding Domain (GBD) (⁶FI¹²FII ⁷⁸⁹FI) of the N-terminal region of fibronectin is found to interact with the transglutaminase 2 (TG2), collagen type I and the bacterial adhesion protein FNE. In this study, we conducted the structural and functional characterization of the protein complexes involved in the cohesion of ECM. The interactions between either TG2 or FNE and GBD have been characterized and the regions responsible for the interactions have also been mapped. Furthermore, we studied TG2/GBD and FNE/GBD complex by SAXS and built two models underscoring the interactions between (1), the GBD and the Nterminus of TG2 and (2), FNE and the sub-fragment ⁷⁸⁹FI of GBD providing insights on mechanistically elucidating the protein interactions during the cohehsion of ECM. The X-ray structure of the protein FNE of Streptococcus equi has been determined at 1.8 Å, by using an original tool that facilitates obtaining crystals.