Dans les cellules, les microtubules interviennent dans de nombreux événements comme le maintien de l'architecture, la division du matériel génétique, la migration cellulaire ou encore le transport de vésicules et d'organites. Les modifications post-traductionnelles du le C-terminus de la tubuline, bloc de base des microtubules, apparaissent comme très impliquées dans la régulation de ces fonctions car elles régulent le recrutement de leurs nombreux partenaires protéiques. Durant ma thèse, je me suis particulièrement intéressée à une de ces modifications post traductionnelles : le cycle de détyrosination/tyrosination du C-terminus de l'α-tubuline. Ce cycle implique deux enzymes la Tubuline CarboxyPeptidase (TCP), qui clive la tyrosine à l'extrémité de l'α-tubuline, et la Tubuline Tyrosine Ligase (TTL) qui ré-additionne une tyrosine à la tubuline détyrosinée. Des études menées sur ce cycle et notamment la découverte de la TTL ont permis de montrer que la présence d'une tyrosine à l'extrémité C-terminale de l'α-tubuline est indispensable au développement neuronal et que son absence favorise la progression tumorale. La TCP quant à elle est encore inconnue et sa découverte apparaît essentielle afin de pouvoir appréhender le cycle de détyrosination/tyrosination dans sa globalité. Avec pour fil rouge l'identification de la TCP, mon travail s'est déroulé en trois temps. Je me suis tout d'abord intéressée à la protéine EB1. Cette protéine se lie à l'extrémité positive des microtubules où elle recrute de nombreux partenaires microtubulaires. EB1, présente le même C-terminus que l'α-tubuline et notamment une tyrosine terminale indispensable à la liaison des protéines à CAP-Gly. Dans des cellules et des tissus sains j'ai montré qu'EB1 n'existe pas sous forme détyrosinée ce qui souligne la spécificité de la TCP pour l'α-tubuline. Dans un second temps, j'ai participé à l'étude d'une famille de carboxypeptidases cytosoliques impliquées dans la neurodégénérescence, les CCPs, parmi lesquelles nous pensions trouver la TCP. Nous avons montré que quatre de ces enzymes (CCP1, 4, 5, et 6) retirent les glutamates présents de manière latérale au C-terminus de la tubuline. Les CCP1, 4 et 6 peuvent également cliver le dernier glutamate de la tubuline détyrosiné générant de l'α-tubuline où les deux derniers acides aminés ont été clivés (tubuline-Δ2). Aucune de ces carboxypeptidases ne se révélant être la TCP, j'ai mis en place une méthode biochimique dans le but de purifier cette enzyme. Après plusieurs étapes de purification à partir de cerveaux de souris, des préparations enrichies en activité carboxypeptidase ont été obtenues. Les analyses spectrométriques et bioinformatiques de ces préparations ont permis d'isoler des candidats TCP actuellement testés pour leur potentielle activité de détyrosination du C-terminus de l'α-tubuline. Si la TCP n'est pas présente parmi eux, les outils développés lors de cette étude devraient permettre une très prochaine identification de cette enzyme essentielle. / Microtubules control many aspects of cellular function. Those polymers of tubulin are involved in numerous events ranging from the maintenance of cell architecture to cell division and migration through the transport of vesicles and organelles. The post-translational modifications of the C-terminus of tubulin appear to be involved in the regulation of microtubule functions by recruiting different effectors at the growing end of microtubules. During my PhD, I focused on one of these post-translational modifications: the detyrosination/tyrosination cycle of the C-terminal α-tubulin. This cycle involves the enzymatic removal of the C-terminal tyrosine of α-tubulin by an uncharacterized tubulin carboxypeptidase (TCP) and the re-addition of a tyrosine residue by the Tubulin-Tyrosine-Ligase (TTL) isolated in 1975. On one hand, tubulin tyrosination is important in neuronal organization whereas TTL suppression in human cancers is associated with tumor aggressiveness. Those defects are in part due to the failure of microtubule partners to bind detyrosinated microtubules. My project was divided into three main parts. I have first studied EB1, a microtubule plus end tracking protein which recruits many proteins at the microtubule plus end. This protein ends with the same amino acids as does α-tubulin. As in tubulin, the tyrosine terminal is important for the binding of EB1 partners. I showed that EB1 does not exist under detyrosinated form underlying the TCP specificity. Then, I collaborated to identify the function of a carboxypeptidase family within which we thought we could find the TCP. Four members of this family are deglutamylating enzymes (CCP1, CCP4, CCP5 and CCP5). Three of them (CCP1, CCP4 and CCP6) can cleave the last glutamate of detyrosinated tubulin to generate tubulin without the last two C-terminus amino acids (Δ2-tubulin). However, none of them was identified as the TCP. I consequently developed a biochemical approach to find this enzyme. Extracts enriched in carboxypeptidase activity after purification steps from mice brain were analyzed by mass spec and bioinformatics. Some candidates are currently tested for their potential C-terminus α-tubulin detyrosinating activity. The tools developed here should allow for pending identification of the TCP.