A novel molecular mechanism of autophosphorylation-dependent activation of the ser/thr S6/H4 kinase isolated from human placenta is described. Phosphopeptide mapping of the enzyme was used to determine the rate and extent of site-specific autophosphorylation. These data were correlated to phosphotransferase activity of the protein kinase. The results indicated that a sequential phosphorylation of two sites in the catalytic domain is required for maximum activation. Kinetic analysis determined that site 1 is modified by an intramolecular phosphorylation, and site 2 is modified by an intermolecular phosphorylation. On the basis of these data a model is proposed in which autophosphorylation of the pseudosubstrate domain and on a serine residue in subdomain VIII are both required for maximum activation of the S6/H4 kinase.

La voie ERK/MAPK est impliquée dans plusieurs processus biologiques dont la prolifération cellulaire, la différenciation, l'apoptose et la migration. Les protéines kinases MEK1 et MEK2 sont les seuls activateurs connus d'ERKl et ERK2. Les mutations inactivant les gènes Mekl et Mek2 ont été développées chez la souris pour étudier les fonctions des ces deux activateurs lors du développement embryonnaire. L'analyse phénotypique des mutants Mekl" montre une diminution de la prolifération et une augmentation de l'apoptose des populations trophoblastiques. Les embryons Mekïf~ meurent à mi-gestation d'une sous-vascularisation du labyrinthe placentaire qui normalement permet les échanges gazeux et nutritiormels foeto-maternels. Des analyses histologiques suggèrent également un problème de migration lors des processus d'invagination du réseau vasculaire. Ces résultats montrent que MEK1 est impliqué spécifiquement dans certaines fonctions des trophoblastes et que son absence induit une dysmorphogénèse létale du placenta murin. Pour étudier l'implication spécifique de MEK1 dans ces populations trophoblastiques, des modèles cellulaires ont été établis.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / L'angiogenèse et la formation de métastases sont des évènements clés dans le développement du cancer, de sa prolifération et de sa dissémination. Ces évènements sont contrôlés principalement par différents facteurs de croissance et par l' adhésion cellulaire. Pour comprendre les bases moléculaires du cancer, il est impératif de comprendre les mécanismes moléculaires de réponse aux facteurs de croissance et les mécanismes d'adhésion. Les kinases de la famille PAK (p21 Activated Kinase) et de la famille MLK (Mixed Lineage Kinase) régulent l'adhésion, la migration, la morphologie et la division cellulaire. Les travaux du laboratoire du Dr Moss ont démontré la nécessité de xP AKI dans la migration des cellules de la crête neurale et dans l'adhésion des blastomères d'embryons précoces. D' autre part, xMLK2 fut montrée comme étant essentielle à la formation du pronéphros. Donc, pour déterminer les mécanismes moléculaires modulés par xP AKI et xMLK2 chez Xenopus, j'ai identifié et caractérisé de nouveaux partenaires de ces kinases. Pour les interacteurs de P AK, mes travaux se sont concentrés sur le clone N 126 codant pour une protéine apparentée aux synaptotagmines, nommé E-Syt2 (Extended Synaptotagmin 2). Mes travaux ont identifié E-Syt2 comme inhibant l' activation de PAKI par Cdc42 et Rac. Cette inhibition entraîne la dépolymérisation de l' actine corticale. Nos études ont également identifié E-Syt2 comme un adaptateur endocytique pour le récepteur activé du FGF (FGFRl) et un régulateur de la voie de signalisation FGF. En effet, E-Syt2 interagit avec le FGFRI activé et avec l' adaptateur endocytique de la voie clathrine AP-2. Par ces interactions, elle gouverne l' internalisation et la signalisation émanant du FGFRl. De ce fait, mes études ont identifié une nouvelle protéine contrôlant l'activité de P AK 1, la stabilité de l' actine et la signalisation induite par les facteurs de croissance; elle représente donc une cible intéressante pour des thérapies contre le cancer. Mes travaux sur xMLK2 ont identifié un régulateur négatif de cette protéine, appelé ube2d3.2. Cette protéine fait partie de la famille des enzymes de conjugaison à l' ubiquitine (E2) et est co-exprimée avec xMLK2 dans le pronéphros où elle régule le niveau protéique de xMLK2 par ubiquitinylation. Puisque xMLK2 est requise pour la formation d' épithéliums provenant de tissus mésenchymateux, sa régulation négative par une E2 est importante pour les mécanismes contrôlant la transition épithélium-mésenchyme.

published_or_final_version / Physiology / Doctoral / Doctor of Philosophy

published_or_final_version / abstract / Pathology / Master / Master of Philosophy

published_or_final_version / Anatomy / Master / Master of Philosophy

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A Dissertation Submitted to the Faculty of SCience University of the Witwatersrand, Johannesburg In fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy / Living cells are highly auto-dynamic entities which means that the underlying biochemistry is equally dynamic, a reality which is ignored by most researchers. Theoretical studies indicate that such a state must be due to the existence of oscillatory variations in the levels and activities of key components in the cell. In this study, the dynamic behaviour of four major, interrelated areas of cell biochemistry (phosphorylation, dephosphorylation, the terminal reaction of glycolysis and the amount of soluble protein) were examined and all systems found to oscillate in murine erythroleukaemic cells (MEL) and, where examined, also in the human HL-60 leukaemic cell line. (Abbreviation abstract) / AC 2018