Ubiquitination de Gαs, un nouveau mécanisme de la régulation de la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

Les protéines G hétérotrimériques, composées des sous-unités α, β et γ, constituent des éléments essentiels de la transduction du signal à travers la membrane plasmique. La sous-unité Gαs (isoformes longue et courte) active son effecteur principal, l’adénylate cyclase, induisant la production d’adénosines monophosphates cycliques (AMPc), un seconde messager impliqué dans de nombreux processus cellulaires. Son activité repose sur l’alternance entre les états liés à la guanosine triphosphate (GTP) ou à la guanosine diphosphate (GDP), ainsi que sur son activité GTPasique intrinsèque. Un nouveau variant de Gαs, K53N, associé à des pathologies caractérisées par une perte de fonction, a été récemment identifiée. La lysine étant une cible privilégiée de l’ubiquitination, et Gαs pouvant interagir avec l’ubiquitine via son motif d’interaction avec l’ubiquitine (UIM), notamment lors du tri endosomal des récepteurs. La coexistence, au sein d’une même protéine, d’un motif UIM et de sites d’ubiquitination est fréquemment mentionnée et peut contribuer à des mécanismes d’autorégulation. Sur cette base, nous proposons que l’ubiquitination de Gαs, au-delà de son rôle dans le contrôle de la stabilité protéique, contribue à la régulation de son activation et de son activité GTPasique. Nos travaux portent sur deux résidus lysine hautement conservés, K53 et K293, identifiés par spectrométrie de masse comme sites potentiels d’ubiquitination au sein de notre équipe. Le résidu K53 stabilise le nucléotide dans Gαs. Le variant pathologique, Gαs K53N associé au Pseudohypoparathyroïdisme type 1A, à l’Ostéodystrophie héréditaire d'Albright (AHO) et à une cardiomyopathie, affaiblit son affinité pour GTP et abolit son activation dépendante du récepteur. La substitution conservatrice K53R préserve l’activité de Gαs, mais modifie le cinétique de son inactivation. Gαs-L K53N présente une activité constitutive indépendante du récepteur associée à un effet dominant négatif sur la production d’AMPc. Le résidu K293 stabilise la conformation fermée de Gαs via des liaisons hydrogènes entre les domaines Ras-like et α-hélicoïdale. Le variant Gαs K293R perturbe son activation médiée par le récepteur mais accélère l’échange de nucléotide, révélant un relâchement de la fermeture interdomaines et une déstabilisation de la structure globale de Gαs. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que la charge, la géométrie et l’état d’ubiquitination des résidus K53 et K293 modulent finement le cycle d’activation de Gαs, offrant un nouvel éclairage sur les mécanismes moléculaires régulant la signalisation de Gαs et leur implication dans les pathologies associées.

Name thesis:degree_name

Ph. D.

Level thesis:degree_level

Doctorat

Discipline thesis:degree_discipline

Pharmacologie

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2025

Author dc:creator

• Geng, Haoran

Advisor dc:contributor.advisor

• Lavoie, Christine

• Gαs
• cAMP
• GTP
• Hydrolyse
• Échange
• Ubiquitination
• Hydrolysis
• Exchange

Language dc:language.iso

fr, en

DOI

https://doi.org/10.71892/11143/1602

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/24499