Structural and functional characterization of phospholipases D

Caractérisation structurale et fonctionnelle des phospholipases D

Yani Arhab (1)

1 ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires

Phospholipases D (PLD, EC 3.1.4.4) are ubiquitary enzymes found in prokaryotes (bacteria) as well as in eukaryotes (plant, animals and fungi). PLD catalyzes the hydrolysis of the distal phosphoester bound of phospholipids thus forming phosphatidic acid, an important cell signaling messenger implicated in numerous pathways such as cell proliferation, vesicular formation and trafficking but also transcription and cell survival. PLDs belong to a superfamily of protein which share a common catalytic site called “HKD” for HXKX4D, X is a random amino acid, containing H (Histidyl), K (lysyl) and D (aspartyl) residues. This consensus sequence is duplicated in most of the PLD superfamily members. The study of plant PLD is the best way to understand this family of proteins as they are the sole eukaryotic PLDs to be purified to homogeneity so far. This work provides a functional characterization of the most conserved residues in plant PLDs leading to a structural characterization with the crystallization of this enzyme. A second part of this work proposes the modulation of the enzyme hydrolysis activity by studying the minimal domain necessary for the activity and post-translational maturation undergone by plant PLDs. Also, we look for a new specific inhibitory molecule. Finally, we propose the cloning of a new plant PLD and the development of a new way to detect in vivo PLD activity

Les phospholipases D (PLD, EC 3.1.4.4) sont des enzymes ubiquitaires retrouvées aussi bien chez les procaryotes (bactéries) que chez les eucaryotes (plantes, animaux et champignons). Les PLD catalysent l'hydrolyse des glycérophospholipides au niveau distal de la liaison phosphodiester pour former de l'acide phosphatidique, un important messager cellulaire impliqué dans de nombreuses voies telles que la prolifération cellulaire, la formation et le trafic vésiculaire, mais aussi la transcription et la survie cellulaire. Les PLD appartiennent à une superfamille de protéines (superfamille des PLD) qui ont en commun un site catalytique HXKX4D, X étant un acide aminé quelconque, contenant les résidus H (Histidyl), K (Lysyl) et D (Aspartyl). Ce site est nommé séquence consensus "HKD" et est dupliqué dans la plupart des membres de la superfamille des PLD. L'étude des PLD de plante est le moyen le plus sûr d'étudier cette famille d'enzyme car ce sont les seules PLD eucaryotiques purifiées à homogénéité et en grande quantité à ce jour. Ces travaux proposent une caractérisation fonctionnelle des résidus conservés au sein des PLD végétales menant à une caractérisation structurale avec la cristallisation de cette protéine. Dans un second temps l'activité de l'enzyme est modulée avec l'étude du domaine minimum, de la maturation post-traductionnelle de l'enzyme et le recherche d'un nouvel inhibiteur. Enfin, nous proposons le clonage d'une nouvelle PLD et la mise au point d'un système de détection in vivo de l'activité PLD

Mots clés: Phospholipase D; PLD; Structure; Function; Enzyme; Cloning; Modelisation; Catalysis

Mots clés: Phospholipase D; PLD; Structure; Fonction; Enzyme; Catalyse; Clonage; Modélisation

Domaines: Biochimie, Biologie Moléculaire

Yani Arhab. Caractérisation structurale et fonctionnelle des phospholipases D. Biochimie, Biologie Moléculaire. Université de Lyon, 2018. Français. ⟨NNT : 2018LYSE1225⟩. ⟨tel-02056878⟩