• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Biochimie et biologie structurale
• Identifiant : Inconnu
• Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
• Date de soutenance : 01/07/2013

Résumé en langue originale

La protéine neuronale Tau est une protéine associée aux microtubules impliquée dans la promotion de la polymérisation de la tubuline et la stabilisation de l’architecture microtubulaire. La protéine Tau a fait l’objet d’une attention particulière ces dernières décennies, pour son rôle crucial dans les processus de dégénérescence neuronale associés à différentes pathologies regroupées sous le terme de tauopathies, dont la plus connue est la maladie d’Alzheimer. La protéine Tau, intrinsèquement non structurée dans sa forme physiologique libre, dissociée des microtubules, apparaît, dans le contexte pathologique de la maladie d’Alzheimer, sous une forme fibrillaire insoluble et hyperphosphorylée. La phosphorylation régule la fonction physiologique de Tau, notamment son affinité pour les microtubules, et elle est étroitement liée à la formation des fibres pathologiques. Plus récemment, deux nouvelles modifications post-traductionnelles, l’acétylation et l’O-β-N-acétylglucosaminylation (O-GlcNAcylation), ont été décrites dans la régulation de la fonction physiopathologique de Tau. Ces deux modifications post-traductionnelles semblent avoir des fonctions antagonistes sur l’agrégation de la protéine Tau. L’acétylation stimulerait la formation des fibres en favorisant notamment l’accumulation de formes phosphorylées. En revanche, l’O-GlcNAcylation aurait un double effet protecteur sur l’agrégation. Dans des modèles cellulaires et animaux, une augmentation du niveau d’O-GlcNAcylation diminue la phosphorylation de Tau sur des sites spécifiques. In vitro, l’O-GlcNAcylation aurait un effet protecteur intrinsèque de l’agrégation, indépendant de la phosphorylation. Nous avons utilisé la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) à haute résolution comme technique unique pour l’identification et la caractérisation analytique de modifications post-traductionnelles, ainsi que l’évaluation de leur impact sur la structure et la fonction de Tau. Dans des modèles peptidiques, nous avons identifié des sites de phosphorylation dans des motifs phospho-Ser/Thr-Pro permettant une interaction fonctionnelle avec la peptidyl-prolyl cis/trans isomérase Pin1, dont le rôle dans la maladie d’Alzheimer reste à éclaircir. Notre approche par RMN a permis d’obtenir des détails au niveau moléculaire sur le mode de fonctionnement de Pin1 vis-à-vis de ses substrats phosphorylés. Nous avons également identifié de nouveaux sites d’O-GlcNAcylation dans un criblage de peptides et montré une régulation réciproque entre phosphorylation et O-GlcNAcylation au niveau de l’épitope PHF-1 (S396/S400/S404). En particulier, l’O-GlcNAcylation en Ser400 empêche la formation de ce phospho-épitope pathologique par la kinase GSK3β. Nous proposons d’identifier, dans le contexte de la protéine entière, l’impact de phosphorylations ou d’O-GlcNAcylations spécifiques sur la structure et la fonction physiopathologique de Tau, dans des protéines semi-synthétiques obtenues par ligation chimique native.