Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2001. / Härtill 5 uppsatser.

Contexte : Les désordres congénitaux de la glycosylation (CDGs) sont des maladies rares dues à des mutations dans des gènes codant pour des protéines de la biosynthèse des glycoconjugués. Les CDGs présentent avec des glycoprotéines sériques hypoglycosylées avec un spectre clinique large. Le diagnostic moléculaire des CDG est important dans le cadre du diagnostic prénatal et du développement de stratégies thérapeutiques. Objectif : Déterminer les mutations causales dans une cohorte de cas suspects de CDG. Deux cas ont fait l’objet d’explorations biochimiques afin de comprendre les conséquences des mutations et d’envisager des stratégies thérapeutiques. Sujets/méthodes : Des explorations biochimiques sur des fibroblastes cutanés d’une cohorte de patients présentant des signes cliniques suggérant un CDG et hypglycosylation des protéines sérique. Résultats et conclusions: Le premier patient présentait une maladie multisystémique sévère. Des mutations affectant le gène codant pour la dehydrodolichol diphosphate synthase (DHDDS) ont été trouvées. Une activité diminuée la DHDDS était accompagnée de la diminution du dolichol phosphate. Ce patient est le premier cas de DHDDS-CDG présentant une atteinte multi-viscérale. Dans une deuxième étude deux siblings présentaient une thrombopénie associée à des atteintes neurologiques. Une mutation bi-allélique dans le gène codant pour le transporteur golgien du CMP-acide sialique (SLC35A1) associé avec une hypoglycosylation des protéines sériques a été détectée. Des profils anormaux des glycosphingolipides ont été mis en évidence et supplémentation des cellules de patient par de l’acide sialique a augmenté la biosynthèse des gangliosides. / Background: Congenital disorders of glycosylation (CDGs) are rare inherited diseases caused by mutations in genes required for glycoconjugate biosynthesis. CDG clinical presentations range from monosystemic to multiorgan failure. Often these diseases are diagnosed biochemically by the presence of hypoglycosylated serum proteins. Molecular diagnosis of CDG is crucial for both antenatal diagnostics and development of treatment strategies. Aims: To determine the molecular origins of disease in suspected CDG patients. Two cases were chosen for more extended biochemical explorations in order to investigate the consequences of the mutations and possible treatment strategies. Subjects/Methods: Biochemical explorations of skin biopsy fibroblasts from a cohort of patients presenting with signs suggestive of CDG, and serum protein hypoglycosylation. Results and conclusions: In the first study, a patient presented with multisystemic disease suggesting CDG. Fibroblasts revealed both truncated dolichol-linked oligosaccharides and polymannose-type N-glycans. Mutations in the dehydrodolichol diphosphate synthase (DHDDS) gene were found as well as low DHDDS activity and dolichol phosphate levels. As previous cases of DHDDS-CDG present with retinitis pigmentosa only, we describe the first case of a CDG syndrome associated with mutations in DHDDS. In the second study, two siblings presented with thrombocytopenia and CNS signs. A biallelic mutation in the CMP-sialic acid transporter gene (SLC35A1) was associated with hyposialylated serum glycoproteins. Altered glycosphingolipid profiles were seen and sialic acid supplementation of patient cells increased the appearance of gangliosides

Thesis (Ph. D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2004. / Vita. Bibliography: 112-129.

Th.--Pharm.--Paris 5, 1982. N°: 75.

Dolichol is a membrane lipid, which carries monnosaccharides and glycans for N-linked protein glycosylation and glycosylphosphatidylinositol-anchor biosynthesis occuring in endoplasmic reticulum. Its structure is composed of isoprenoid units. Dolichol is present in all tissues and in most of the membrane organelles of eukaryotic cells. Recently some types of congenital disorders of glycosylation have been described as a consequence of dolichol biosynthesis and metabolism defects, which are not detectable by standard methods. The aim of this diploma thesis was to analyze dolichol content in urine and in different tissues from patients with deficiency in dolichol biosynthesis by mass spectrometry and to study the impact of these defects on energetic metabolism. Biological material for this study consisted of urine samples from 76 controls with age ranging from 1 months to 81 years, 6 patients with congenital disorders of glycosylation and 43 patients with suspicion of congenital disorder of glycosylation; samples of frontal cortex, liver, muscle and heart tissues from 2 patients with mutation in NUS1 gene and controls. Urine samples were stored at -20 řC and tissue homogenates were stored in -80 řC until analysis. Lipid fraction after extraction was separated by liquid chromatography. Dolichols were...

Les isoprénoïdes constituent une vaste famille de constituants cellulaires synthétisés chez la plupart des organismes vivants. Chez les plantes, la biosynthèse des isoprénoïdes est réalisée dans trois compartiments : le plaste, le cytoplasme-réticulum endoplasmique et la mitochondrie. Nous avons orienté nos travaux vers l'étude moléculaire et fonctionnelle du rôle de 2 types d'isoprénoïdes cytosoliques (dolichols et stérols) au cours du développement chez les plantes. Pour mener à bien notre étude, nous avons créé des lignées mutantes « knockdown » via la technique de !'ARN interférence (RNAi) et caractérisé des mutant~d'insertion T-DNAs « knockout » pour les gènes d'intérêt chez Arabidopsis.Dans le premier chapitre, nous montrons que les isoprénoïdes sont impliqués de façon indirecte dans la Nglycosylation de protéines via le Dolichol-P-Mannose (Dol-P-Man) dont la synthèse est catalysée par la dolichol phosphate mannose synthase (DPMS). Nous démontrons que chez les plantes, la DPMS est organisée en un complexe hétéromérique localisé dans le réticulum endoplasmique (RE) qui comprend 3 sous unités DPMS1, DPMS2 et DPMS3 codées par 3 gènes. Seule DPMS1 possède une activité catalytique. Les lignées DPMS 1-RNAi et dpms 1 présentent une hypo N-glycosylation des protéines, une forte chlorose et une inhibition de la croissance racinaire. Ces traits sont associés à une hypersensibilité à l'ammonium et à une induction de la« unfolded protein response »au niveau du RE. L'ensemble de ces données montrent que les gènes DPMS jouent un rôle important dans la N-glycosylation des protéines et le développement des plantes.Dans le deuxième chapitre, nous avons porté notre attention sur le rôle des intermédiaires de biosynthèse des stérols («SBls») dans la régulation du développement des plantes en choisissant comme cible ERG28,une protéine impliquée dans le complexe enzymatique de déméthylation en C-4 des stérols « SC4DM ». Nous montrons que ERG28 est localisée dans le RE et assemble 3 enzymes du complexe« SC4DM », la«sterol 4a-methyl oxidase ». la « 4a-carboxysterol-C3-dehydrogenase/C4-decarboxylase » et la « sterone ketoreductase ». Nous démontrons que la perte de fonction de ERG28 dans les lignées ERG28-RNAi eterg28 se traduit par des phénotypes caractéristiques d'une inhibition du transport polaire de l'auxine« PAT»(différenciation d'inflorescence de type «PIN», perte de dominance apicale, fusion des feuilles et inhibition du développement racinaire ... ). Ces phénotypes sont corrélés à l'accumulation de méthylène-cycloartanol-4-carboxy-4-méthyl (MCCM), un« SBI »qui inhibe de façon spécifique le« PAT». Ces données mettent en évidence un nouveau type d'interaction entre l'auxine et les stérols. / Isoprenoids represent important cell constituents synthesized in many living organisms. ln plants, isoprenoid biogenesis occurs in three compartments : plastids, the endoplasmic reticulum-cytosol and mitochondrie.We focused on the molecular and functional studies of the role of Iwo cytosolic isoprenoids ( dolichol andsterol) in the development of plants. The key Io our strategy is the targeted silencing of specific Arabidopsis genes using the RNAi technology (knockdown) and the identification of T-DNA insertion mutants (knockout). ln the first chapter, we show that isoprenoids are involved indirectly in protein N-glycosylation via Dolichol P-Mannose derived from dolichol phosphate mannose synthase (DPMS). We demonstrate that plant DPMSis organized as a heteromeric enzyme complex localized in the endoplasmic reticulum (ER) and consists of DPMS1 acting as the catalytic core and two interacting subunits DPMS2 and DPMS3. The DPMS1-RNAiand dpms1 lines display an altered N-glycosylation pattern and exhibit extensive chlorosis, strong inhibition of root growth and hypersensitivity to ammonium. These phenotypic defects are associated with an «unfolded protein response» in the ER. These data demonstrate that the DPMS genes are essential for the protein N-glycome and plant development. ln the second chapter, we focused on the potentiel roles of sterol biosynthetic intermediates (SBls) in plant development using ERG28 protein, a component of the sterol C-4 demethylation (SC4DM) complex, as a target. We demonstrate that ERG28 is localized in ER and tethers 3 enzymes, sterol 4alpha-methyl oxidase, 4alpha carboxysterol-C3-dehydrogenase/C4- decarboxylase and sterone ketoreductase. We show that the Arabidopsis ERG28-RNAi and erg28 lines develop the hallmarks of altered polar auxin transport (PAT) including the differentiation of pin-like inflorescences, the loss of apical dominance, leaf fusion and inhibition root growth. The observed phenotypes correlate with the accumulation of methylene-cycloartanol-4-carboxy-4-methyl, a cryptic SBI. Our data provide a new level of interaction between sterols and auxin.

CONTEXTE: Les " Type I Congenital disorders of glycosylation " (CDG-I) comportent des déficits de biosynthèse de l'oligosaccharide lié au dolichol (DLO) qui est nécessaire pour la N-glycosylation des protéines. Ces déficits induisent : 1) une hypoglycosylation des protéines qui serait à l'origine de la pathologie ; et 2) une accumulation de DLO tronqués à partir desquels, par un mécanisme encore inconnu, des structures oligosaccharidiques libres phosphorylées (OSP) sont générées dans le cytosol. Afin de comprendre le rôle de ce processus dans le CDG, il était donc nécessaire de caractériser l'activité qui est à l'origine des OSP.RESULTATS: J'ai caractérisé biochimiquement une DLO diphosphatase (DLODP) qui génère des OSP et du dolichol phosphate à partir de DLO. L'activité DLODP co-fractionne avec un marqueur de l'appareil de Golgi (AG) mais pas avec les enzymes réticulaires qui utilisent le dolichol phosphate. Cette localisation inattendue de DLODP m'a conduit à étudier la génération des OSP dans les cellules en utilisant la bréfeldine A (BFA) qui fusionne l'AG avec le RE. La BFA ne modifie pas les taux de DLO tronqués ni ceux des OSP cytoplasmiques dans un modèle cellulaire de CDG-I. Cependant, dans ces cellules et dans les cellules témoins, la BFA induit une forte augmentation des OSP dans le système endomembranaire à partir de DLO non-tronqués.CONCLUSION: L'identification de différents pools d'OSP, topologiquement distincts et pouvant être modulés de façon indépendante, révèle la multiplicité des mécanismes pour la génération d'OSP et suggère que la DLODP Golgienne n'est pas forcément l'enzyme responsable de la génération des OSP dans le contexte de CDG-I. / BACKGROUND: Type I congenital disorders of glycosylation (CDG-I) are caused by genetic defects in the biosynthetic pathway for the dolichol-linked oligosaccharide (DLO) that is required for protein N-glycosylation. These mutations result in the accumulation of truncated DLO and protein hypoglycosylation. Although protein hypoglycosylation is thought to be the main pathogenic factor in CDG-I, the role of truncated DLO intermediates in cellular homeostasis is not clear. Truncated DLO intermediates are known to give rise to cytoplasmic oligosaccharyl phosphates (OSP) by an uncharacterized mechanism. To understand this DLO editing process biochemical and molecular characterization of the activity that generate OSP is needed.RESULTS: I biochemically characterized a DLO diphosphatase (DLODP) that generates OSP and dolichol phosphate from DLO. Subcellular fractionation of mouse liver homogenates demonstrated a microsomal activity that co-distributes with a Golgi apparatus (GA) marker but not with endoplasmic reticulum (ER)-situated dolichol phosphate utilizing enzymes. This unexpected localization of DLODP prompted me to study OSP generation in cells using brefeldin A (BFA), which fuses the GA with the ER. BFA did not affect the levels of truncated DLO or cytoplasmic OSP, present in a cellular model of CDG-I. However, in these, and control cells, BFA caused striking increases of OSP within the endomembrane system. CONCLUSION: the identification of topologically distinct, independently modulated, OSP pools indicates multiple mechanisms for OSP generation and suggest that the GA-situated DLODP may not be the enzyme responsible for OSP generation in CDG-I.