biochimie interfaciale des perilipines, lipases et protéines CIDE

Interfacial biochemistry of perilipins, lipases and CIDE proteins

• Auteur / Autrice : Abdoul Akim Bello
• Direction : Bruno Antonny, Joëlle Bigay
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Interactions Moléculaires et Cellulaires
• Date : Inscription en doctorat le 01/02/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INSTITUT DE PHARMACOLOGIE MOLÉCULAIRE ET CELLULAIRE
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Dynamique des membranes et manteaux protéiques

Mots clés

Mots clés libres

Perilipines

Lipolyse

Obésité

Perilipins

Lipolysis

Obesity

Résumé

Les gouttelettes lipidiques sont des organelles intracellulaires atypiques. Formées par un cœur de lipides neutres, les esters de cholestérol et les triglycérides, elles permettent le stockage d'une grande quantité d'énergie métabolique dans un volume minimal. Les acides gras et stérols stockés peuvent être ensuite mobilisés pour fournir de l'énergie ou servir de précurseurs de lipides plus complexes, notamment les lipides des membranes biologiques. Presque toutes les cellules présentent des gouttelettes lipidiques, mais certains tissus ont particulièrement développé cette organelle ; notamment les adipocytes blancs dont l'essentiel du volume est occupé par une seule gouttelette de plusieurs dizaines de micromètres de diamètre. La biochimie à la surface des gouttelettes lipidiques est peu connue du fait que cette interface est sans équivalent dans la cellule. Au contraire d'organelles entourés d'une bicouche lipidique, la surface des gouttelettes lipidiques est une monocouche constituée de phospholipides et protéines dont la composition, la structure, et surtout les variations temporelles lors des phases de lipogenèse et lipolyse restent à caractériser à l'échelle moléculaire. C'est également un enjeu en santé car le dysfonctionnement des gouttelettes est au cœur de nombreuses maladies ; par exemple on ne connait pas la raison de la corrélation entre taille des adipocytes et risques cardiovasculaires. L'objectif de la thèse est de comprendre les changements moléculaires à la surface des gouttelettes lipidiques lors des réactions de lipolyse. L'étudiant (H/F) explorera la façon dont protéines et phospholipides sont arrangés à la surface des gouttelettes, en particulier les périlipines qui forment une famille de longues protéines amphipathiques spécialement adaptées à couvrir la surface des gouttelettes. Les périlipines sont-elles posées sur une monocouche de phospholipides ou directement en contact avec les triglycérides ? Quels sont les mécanismes qui expliquent le recouvrement par des périlipines différentes des gouttelettes dans une même cellule ? Quels sont les modes d'interaction et les changement conformationnels qui permettent aux périlipines de contrôler les lipases (HSL, ATGL) et les protéines de fusion (CIDE) ? L'étudiant (H/F) utilisera des approches de reconstitution biochimique, de biologie cellulaire, et des mesures biophysiques. Il devra avoir une excellente connaissance de la biochimie.

Lipid droplets are atypical intracellular organelles. Formed by a core of neutral lipids, cholesterol esters and triglycerides, they allow the storage of a large amount of metabolic energy in a minimal volume. The stored fatty acids and sterols can then be mobilized to provide energy or serve as precursors for more complex lipids, including the phospholipids of biological membranes. Almost all cells have lipid droplets, but some tissues have particularly developed this organelle; notably white adipocytes where most of the volume is occupied by a single droplet of several tens of micrometers in diameter. The biochemistry at the surface of lipid droplets is not well known because this interface is without equivalent in the cell. In contrast to organelles surrounded by a lipid bilayer, the surface of lipid droplets is a monolayer made of phospholipids and proteins whose composition, structure, and temporal variations during the phases of lipogenesis and lipolysis remain to be characterized at the molecular scale. This is also an issue in health because the dysfunction of droplets is at the heart of many diseases. For example, the correlation between adipocyte size and cardiovascular risks is not understood. The objective of the thesis is to understand the molecular changes at the surface of lipid droplets during lipolysis and fusion reactions. The student will explore how proteins and phospholipids are arranged at the surface of droplets, in particular perilipins which form a family of long amphipathic proteins specially adapted to cover the surface of droplets. Are the perilipins sitting on a phospholipid monolayer or directly in contact with the triglycerides? What are the mechanisms that explain the covering of droplets by different perilipins in the same cell? What are the interaction modes and conformational changes that allow perilipins to control lipases (HSL, ATGL) and fusion proteins (CIDE)? The student will use biochemical reconstitution and cell biology approaches as well as biophysical measurements. He/she should have an excellent background in biochemistry. Funding and supervision. This thesis project is funded by the ERC synergy program “SPHERES” in collaboration with Dominique Langin (University of Toulouse), Mickael Ryden (Karolinska Institute, Sweden) and Alenka Copic (CNRS, Montpellier). The supervisors are Bruno Antonny (CNRS research director, HDR) and Joëlle Bigay (CNRS research fellow, HDR).