Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 2006. / Also available online.

La poly(ADP-ribosyl)ation est une modification post-traductionnelle créée par l'ajout successif d'unités ADP-ribose sur une protéine acceptrice pour former un polymère (pADPr) hétérogène branché. La caractérisation biochimique de tous les membres de la famille des PARPs est incomplète mais un constat important peut être dégagé par l'analyse de cette famille élargie : les PARPs présentent une grande diversité de domaines protéiques fonctionnels. Conséquemment, il est logique de croire que cette étonnante diversité sera responsable de fonctions variées dans plusieurs sentiers de signalisation ou événements cellulaires. La poly(ADP-ribosyl)ation, bien qu'étant une modification cruciale impliquée dans la régulation de l'intégrité génomique et la survie cellulaire, ne se limite plus aux seules fonctions nucléaires mais se présente de plus en plus comme un événement pouvant se dérouler dans un contexte physiologique extra-nucléaire. De plus, la liaison noncovalente de plusieurs protéines au pADPr libre ou à d'autres protéines poly(ADP-ribosyl)ées est un phénomène dont nous commençons à mieux mesurer les impacts fonctionnels. Contrairement aux PARPs, lesquelles sont exprimées par une superfamille de gènes apparentés, la majorité de l'activité de dégradation du pADPr est attribuable à l'expression d'un seul gène chez les mammifères : la poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG). Un volet important de mon projet de recherche visait à identifier des partenaires de la PARG dans le but de reconnaître les sentiers biochimiques qui pourraient inclure une composante de poly(ADP-ribosylation) dans leur régulation et définir des interactions fonctionnellement pertinentes. Dans une optique complémentaire, les protéines associées au pADPr, que ce soit de manière covalente, noncovalente ou en association avec des complexes protéiques, ont été ciblées par des approches protéomiques. Enfin, des études protéomiques ont permis d'aborder l'état de phosphorylation de la PARP-1 et de la PARG

The mechanism by which nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) stimulates the activity of adenylate cyclase (AC) in canine plasma membrane has been studied. Using [3 2P]-NAD, the activation by NAD was correlated with the radiolabeling of the stimulatory guanosine triphosphate (GTP) binding protein Gsa. Further characterization demonstrated that the modification occurred only in the presence of G-protein activators and that arginine residue(s) were modified by ADP-ribose by the action of a mono-ADP-ribosyltransferase. Inhibitors of the transferase blocked both the modification of Gsa and the activation of AC. Collectively, these studies suggest that ADP-ribosylation of Gsa by an endogenous mono-ADP-ribosyltransferase may regulate cardiac AC.

GBF1 a émergé autant que facteur cellulaire nécessaire pour la réplication de plusieurs virus à ARN. Au cours de l’infection par le virus de l’hépatite C (VHC), GBF1 est essentiel pour les étapes précoces de la réplication, bien qu’il soit dispensable lorsque celle-ci est établie. Afin de mieux comprendre la fonction de GBF1 dans la régulation de l'infection par le VHC, nous avons tenté d’explorer les interactions entre GBF1 et les protéines du VHC. Ainsi, grâce à l’approche du double hybride en levure et par co-immunoprécipitation et par PLA (proximity ligation assay), nous avons pu montrer que NS3 interagit avec GBF1. De plus, NS3 semble interférer avec la localisation subcellulaire de GBF1 dans des cellules exprimant NS3. Cette interaction a été retrouvée entre le domaine protéase de NS3 et Sec7, le domaine catalytique de GBF1. Un crible sur des mutations altérant l’interaction GBF1-NS3, par double hybride en levure, a permis révéler un mutant NS3 (N77D de la souche Con1) qui est non-réplicatif malgré une activité protéase bien conservée. De plus, le résidu muté est exposé à la surface, ce qui suggère qu’il pourrait appartenir à la zone d’interaction de NS3 avec GBF1. La mutation correspondante dans la souche JFH1 produit le même phénotype que la souche Con1 du VHC. L’ensemble des résultats révèlent l’existence d’une interaction entre GBF1 et NS3 et suggèrent qu’une altération de cette interaction est délétère pour la réplication du VHC. / GBF1 has emerged as a host factor required for the replication of RNA viruses of different families. During the hepatitis C virus (HCV) life cycle, GBF1 performs a critical function at the onset of replication, but is dispensable when the replication is established. To better understand how GBF1 regulates HCV infection, we have looked for interactions between GBF1 and HCV proteins. NS3 was found to interact with GBF1 in yeast two-hybrid, in co-immunoprecipitation and in proximity ligation assays, and to interfere with GBF1 function and alter GBF1 intracellular localization in cells expressing NS3. The interaction was mapped to the Sec7 domain of GBF1 and the protease domain of NS3. A yeast two-hybrid screen for mutations altering NS3-GBF1 interaction yielded an NS3 mutant (N77D, Con1 strain) that is non-replicative despite conserved protease activity. The mutated residue is exposed at the surface of NS3, suggesting it could be part of the domain of NS3 that interacts with GBF1. The corresponding mutation in JFH-1 strain (S77D) produces the same phenotype. Our results provide evidence for an interaction between NS3 and GBF1 and suggest that an alteration of this interaction is detrimental to HCV replication.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that is a serious problem for immuno-compromised patients. Toxins such as exoenzyme (Exo) S, ExoT, ExoY and ExoU are secreted and translocated from the bacteria into the eukaryotic cell via the bacterial encoded type III secretion system. Our research focuses on ExoS, a bifunctional toxin comprising a Rho-GTPase-activating protein domain (RhoGAP) and a 14-3-3 dependent ADP-ribosyltransferase domain. In addition, ExoS contains a membrane localization domain termed MLD. In this study, cell lines expressing activated forms of various components of the Ras signaling pathway have been used to understand the functional and mechanical activation of ExoS-ADP-ribosyltransferase activity and to reveal its cellular targets in the cell. Our observations suggested that Ras GTPase is the dominant target by which ExoS mediates cell death and activated Ras is able to protect cells against cell death, regardless of whether it has been ADP-ribosylated by ExoS. It has been reported that the 14-3-3 cofactor protein is required for ADP-ribosyltransferase activity of ExoS and a phosphorylation-independent interaction occurs between 14-3-3 and the C-terminal part of ExoS. We have undertaken a deeper analysis including structural and biological investigation of this interaction. Our results suggested that leucine-428 of ExoS is the most critical residue for ExoS enzymatic activity. Structural analysis showed that ExoS binds to 14-3-3 in a novel binding mode mostly relying on hydrophobic contacts. Our structure was supported by biochemical and cytotoxicity analyses, which revealed that the substitution of important residues of ExoS significantly weakens the ability of ExoS to modify endogenous targets such as RAS/RAP1 and to induce cell death. Further, mutation of key residues within the ExoS binding site for 14-3-3 impairs virulence in a mouse pneumonia model. Leucine residues-422, 423, 426, and 428 of ExoS are important for the interaction with the ″roof″ of the amphiphatic groove of 14-3-3. In conclusion, we show the mechanism of cell signal transduction pathways affected upon ExoS infection and also demonstrate that the hydrophobic residues of ExoS in 14-3-3 interaction motif have a significant role for ExoS enzymatic activity.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thesis (Ph. D.)--University of Virginia, 2008. / Includes bibliographical references. Also available via the Internet as viewed 10 July 2008.

Thesis (Ph.D.). / Written for the Dept. of Biochemistry. Title from title page of PDF (viewed 2009/06/09). Includes bibliographical references.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 106-126. Publié aussi en version électronique.