Décryptage d'un nouveau mécanisme régulant l'assemblage/désassemblage de réseaux galectine-glycoconjugués au cours d'interactions cellule-cellule

par Pauline Touarin

Thèse de doctorat en Biochimie structurale et génomique

Sous la direction de Françoise Guerlesquin et de Latifa El Antak.

Le président du jury était James N. Sturgis.

Le jury était composé de Ludger Johannes, Guido Pintacuda.

Les rapporteurs étaient Pierre Busson, Jean-Pierre Simorre.


  • Résumé

    Les Galectines forment des réseaux d’interactions qui impliquent des β-galactosides et participent à de nombreux processus biologiques. Au niveau extracellulaire, les fonctions biologiques des Galectines proviennent de leur capacité à interagir avec des glycans localisés à la surface des cellules. L’interaction de la Galectine-1 (Gal-1) et son ligand non-glycosylé, le pre-BCR, est le premier exemple d’une interaction des Galectines indépendante des glycans au niveau extracellulaire. Cette interaction est cruciale pour le développement des cellules B et fait intervenir des réseaux d’interactions entre les cellules pre-BII et stromales médiés par Gal-1, formant une synapse pre-B. Nous avons montré que λ5-UR induit des modifications spécifiques de l’affinité de Gal-1 pour certains glycans membranaires. De plus,cette interaction permet à Gal-1 d’acquérir spécifiquement une réactivité vis-à-vis de glycans porteurs d’acides sialiques liés en α2-3 présents spécifiquement à la surface des cellules pre-BII. Nous avons également pu décrypter les modifications des contacts intermoléculaires entre Gal-1 et cet épitope osidique. Des études comparatives avec le peptide synthétique Anginex ont permis de démontrer que bien qu’interagissant sur la même surface que λ5-UR, celui-ci induisait des modifications d’affinité de Gal-1 différentes liées à des modifications de la dynamique interne du site d’interaction des glycans de Gal-1 différentes en fonction du peptide interagissant. Le site d’interaction protéique de Gal-1 peut être impliqué dans d’autres processus cellulaires et servir à affiner les interactions Gal-1/glycoconjugués, agissant tel un rhéostat physiologique.

    mots clés mots clés

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  • Titre traduit

    Deciphering a novel mechanism regulating galectin-glycoprotein lattice assembly/disassembly during cell-cell interactions


  • Résumé

    Galectins are bridging glycosylated molecules by their β-galactoside moieties, forming a network involved in many physiological functions. Extracellularly, galectins function has been mainly described through carbohydrate binding activity. The first example of a carbohydrate-independent interaction outside the cell concerns galectin-1 (Gal1) and its ligand, the pre-BCR. This interaction has a crucial role in B-cell development through the formation of a Gal1-dependent lattice between pre-BII and stromal cells. Our previous study revealed that Gal1 interacts with a motif of the pre-BCR (λ5-UR) on a surface adjacent to the Gal1 CBS (Carbohydrate Binding Site) and allows Gal1 to undergo selective affinity changes in its carbohydrate-binding activity in vitro.Using solution state on cell NMR spectroscopy, we investigated the effect of λ5-UR interactions on Gal1 binding activity for its physiological ligands expressed on pre-BII and stromal cell surfaces. We show that λ5-UR can specifically induce a ligand binding shift of Gal1 when bound to its cell surface ligands. We also identified one glycan epitope for which Gal1 increases its affinity upon λ5-UR interaction and deciphered the intermolecular contact changes induced by λ5-UR. In addition, glycan arrays screening combined to NMR relaxation data showed that λ5-UR changes the internal dynamics of specific Gal1 CBS residues resulting in the targeting of specific glycan epitopes. This cellular and structural NMR study ever conducted at atomic resolution for a member of the galectins demonstrates that Gal/unglycosylated protein interactions can act as physiological regulators of Gal1 lattice interactions at the cell surface.

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