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Theses Year : 2013

Study of the N-glycosylation pathway and characterization of N-acetylglucosaminyltransferase I in Phaeodactylum tricornutum

Etude de la voie de N-Glycosylation et caractérisation de la N-acétylglucosamiltransférase I chez la diatomée Phaeodactylum tricornutum

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Abstract

N-glycosylation is a major co- and post-translational event in the protein synthesis. Beside a lot of information in higher eukaryotes, very little is known regarding this pathway in microalgae. In this work, we describe the N-glycosylation pathway of a model diatom, Phaeodactylum tricornutum. First, bio-informatic analysis of its genome revealed the presence of sequences potentially encoding for transferases responsible for the synthesis of the precursor oligosaccharide, some subunits of the oligosaccharyltransferase complex, ER glucosidases and chaperones required for protein quality control, and the Golgi a mannosidase I involved in the trimming of the N-glycan into high mannose-type N-glycan. Moreover, structural analyses of N-linked glycans demonstrated that P. tricornutum endogenous proteins carry mainly high mannose-type N-glycans ranging from Man-5 to Man 9. However, a minor population of more mature N-glycans were also detected, in particular Man3FucGlcNAc2. Consistently, one gene potentially encoding for a N acetylglucosaminyltransferase I (GnT I), a Golgi glycosyltransferase that initiates the formation of complex-type N-glycans, was predicted in the diatom genome. We demonstrated that the GnT I gene encodes for an active protein which is able to restore complex-type N glycan maturation in the Chinese Hamster Ovary Lecl mutant, defective in its endogeneous GnT I activity. Furthermore, study of the GnT I expression in P. tricornutum according to culture conditions, morphotype and strain revealed the presence of GnT I transcripts. Taken together, all these data suggest the occurrence of a GnT I dependent N-glycosylation pathway in P. tricornutum.
La N-glycosylation est un événement co- et post-traductionnel majeur dans la synthèse protéique. Alors que ce processus est bien connu chez les eucaryotes supérieurs, peu d'informations sont disponibles chez les microalgues. Dans ce travail, nous décrivons la voie de N-glycosylation d'une diatomée modèle, Phaeodactylum tricornutum. L'analyse bio informatique de son génome a révélé la présence de séquences codant potentiellement pour, des transférases responsables de la synthèse du précurseur oligosaccharidique, des sous-unités du complexe oligosaccharyltransférase, des glucosidases du RE et des chaperonnes nécessaires au contrôle qualité des protéines, ainsi que pour une a-mannosidase I golgienne impliquée dans la démannosylation des N-glycannes oligomannosidiques. Des analyses structurales des N-glycannes de P. tricornutum ont démontré que leurs protéines endogènes portent principalement des N-glycannes oligomannosidiques possédant de 5 à 9 résidus mannose. Cependant, une population" mineure de N-glycannes plus matures a également été détectée comme le Manz FucGlcNẢc2. De plus, un gène codant potentiellement pour une N acétylglucosaminyltransférase I (GnT I), glycosyltransférase golgienne qui initie la formation des N-glycannes complexes, a été prédit dans le génome de cette diatomée. Nous avons démontré que ce gène code pour une GnT I fonctionnelle, capable de restaurer la maturation des N-glycannes complexes, dans des cellules mutantes d'ovaire de hamster chinois Lecl, déficientes en activité GnT I endogène. L'expression de ce gène chez P. tricornutum a été mise en évidence en fonction des conditions de culture, du morphotype et de la souche. L'ensemble de ces données suggèrent la présence d'une voie de N- glycosylation GNT I dépendante chez P. tricornutum
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Cite

Bérengère Baïet. Etude de la voie de N-Glycosylation et caractérisation de la N-acétylglucosamiltransférase I chez la diatomée Phaeodactylum tricornutum. Biochimie [q-bio.BM]. Université de Rouen, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02053590⟩
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