Analyses biochimiques et fonctionnelles de protéines cibles de POFUT1

Discipline

Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Classification

Sciences de la vie, biologie, biochimie,

Médecine et santé

Mots-clés libres

POFUT1, O-fucosylation, EGF-like, WIF1, CuAAC

Mots-clés

Glycomique

La O-fucosylation, catalysée par Pofut1, est une glycosylation rare qui consiste en l’ajout d’un fucose O-lié sur la sérine ou la thréonine d’une séquence consensus (C2X4(S/T)C3), portée par un domaine EGF-like (ELD) d’une glycoprotéine membranaire ou sécrétée. Notre analyse de la lignée murine Pofut1cax/cax, hypomorphe pour le gène Pofut1, a révélé une hypertrophie musculaire post-natale associée à une diminution du pool de cellules satellites. Ce phénotype est en partie associé à un défaut d’interaction entre les récepteurs NOTCH hypo-O-fucosylés des myoblastes dérivés de cellulessatellites (MDCS) et leurs ligands DSL, ce qui aboutit à une plus faible activation de la signalisation Notch. D’autres protéines potentiellement impliquées dans la myogenèse peuvent également être la cible de POFUT1. C’est notamment le cas de la protéine Wnt inhibitory factor 1 (WIF1), qui dispose de cinq ELDs, dont deux sont potentiellement aptes à recevoir un O-fucose (ELDs III et V). Par une approche phylogénétique, nous avons montré la conservation de ces deux sites de O-fucosylation et de deux sites de N-glycosylation chez la plupart des bilatériens. Nos expériences démontrent l’occupationde tous ces sites, excepté le site de O-fucosylation de l’ELD V, chez la protéine WIF1 murine. La capacité de l’ELD III, produit de manière isolée, à recevoir un fucose O-lié a été démontrée après O-fucosylation in vitro, par l’association de cycloaddition azide-alcyne assistée au cuivre (CuAAC) et de spectrométrie de masse en mode MRM. Cette nouvelle approche expérimentale a par la suite été standardisée et sa sensibilité évaluée en comparant deux autres ELDs (ELDs 12 et 26 de NOTCH1) connus pour être O-fucosylés mais présentant des affinités différentes pour POFUT1. De façonsurprenante, l’ELD V de WIF1 ne peut être O-fucosylé, probablement en raison d’un clash stérique entre cet ELD et POFUT1, prévenant ainsi leur interaction. L’analyse de la protéine WIF1 entière a confirmé les résultats obtenus sur les ELDs isolés et démontre l’occupation des deux sites de N-glycosylation. Enfin, nos résultats montrent également l’importance de ces deux N-glycanes, mais également celle du O-fucose de l’ELD III, pour une sécrétion optimale de la protéine WIF1 murine.