Étude du métabolisme des protéines carbamylées intracellulaires

Study of intracellular metabolism of carbamylated proteins

• Auteur / Autrice : Aurore Desmons
• Direction : Philippe Gillery, Stéphane Jaisson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine - STS
• Date : Soutenance le 26/09/2018
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie, Chimie, Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MEDYC - Matrice Extra-cellulaire et DYnamique Cellulaire
• Jury : Président / Présidente : Laurent Duca
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Jaisson, Christine Piétrement, Frédéric Tessier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Joris Delanghe, Bertrand Friguet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéasome

Métabolisme

Protéines

Mots clés libres

Carbamylation

Métabolisme

Protéines

Carbamylation

Metabolism

Proteins

Résumé

La réaction de carbamylation, comme les réactions de glycation, d’oxydation ou de carbonylation, fait partie des modifications post-traductionnelles non enzymatiques des protéines. Elle correspond à la fixation d’acide isocyanique sur les groupements aminés des protéines et conduit à la formation de produits de carbamylation, dont fait partie l’homocitrulline. Des études in vitro ont mis en évidence le caractère délétère de la carbamylation des protéines sur leur structure et leur fonction. Des études in vivo ont montré l’accumulation tissulaire des produits de carbamylation au cours de l’insuffisance rénale chronique et du vieillissement. Cependant, peu de travaux ont porté sur la carbamylation des protéines intracellulaires.Ce travail a porté sur l’étude de la carbamylation des protéines intracellulaires, leur impact sur la cellule ainsi que leur devenir. De plus, un mécanisme de réparation des protéines carbamylées a été recherché.Nous avons montré, par une approche quantitative et qualitative, que les protéines intracellulaires pouvaient être carbamylées dans des conditions physiologiques et que leur carbamylation était augmentée en présence de cyanate ou d’urée. Nous avons également montré que les cellules étaient capables d’éliminer les protéines carbamylées, en impliquant le protéasome. Un phénomène de décarbamylation a été mis en évidence, ce qui ouvre des possibilités pour la mise en place de stratégies visant à limiter ou à inverser la carbamylation.

The carbamylation reaction, like glycation, oxidation or carbonylation reactions, is a non-enzymatic post-translational modification of proteins. It corresponds to the binding of isocyanic acid to protein amino groups and leads to the formation of carbamylation-derived products (CDPs), such as homocitrulline. In vitro studies have demonstrated the deleterious effect of carbamylation of proteins on their structure and function. In vivo studies have shown tissue accumulation of CDPs during chronic kidney disease and aging. However, studies on the carbamylation of intracellular proteins are lacking.This work was devoted to the study of the carbamylation of intracellular proteins, their impact on cell and their fate. In addition, a mechanism for repairing carbamylated proteins has been investigated.Our results showed, by quantitative and qualitative approaches, that intracellular proteins were carbamylated in physiological conditions and that their carbamylation rate was increased in the presence of cyanate or urea. We also have shown that cells were able to remove carbamylated proteins by a mechanism involving the proteasome. A phenomenon of decarbamylation has been highlighted, which opens up possibilities for the implementation of strategies to limit or reverse carbamylation.