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1 Laboratoire de biologie structurale des interactions entre virus et cellule hôte 2 Biologie Structurale des interactions entre Virus et Cellule Hôte

Abstract : The endosomal pathway targets plasma membrane receptors for lysosomal degradation. Briefly, receptors are tagged by an ubiquitin, delivered to the early endosome and sorted into intraluminal vesicles by the ESCRT Endosomal Sorting Complexes Required for Transport machinery, composed of ESCRT-0 -I -II-III and the VPS4 complex. Some ESCRts are also recruited during topologically similar processes such as cytokinesis and budding of some enveloped viruses. AMSH Associated Molecule of the SH3 domain of STAM is an ESCRT associated ubiquitin-hydrolase which hydrolyses K63-linked ubiquitin chains. AMSH interacts directly with the ESCRT-0 subunit STAM and ESCRT-III members CHMP1A, CHMP1B and CHMP3. Although AMSH may either recruit these ESCRTs are maybe recruited by these ESCRTs, little is known about the activation mechanism of its hydrolase activity. In order to understand the structural basis for AMSH activation I attempted to analyze recombinant forms of AMSH by X-ray crystallography and SAXS, which produced low resolution models of AMSH. I further characterized AMSH interactions with CHMP1A, CHMP1B and CHMP3 by SPR and determined the key residues for interaction. This showed that the AMSH MIT domain employs two different surfaces for CHMP3 and CHMP1A-B interactions. I also found that recombinant AMSH has very poor enzymatic activity on its own, which indicates an auto-inhibited state in solution. K63-linked uibiquitin hydrolysis could be activated by STAM constructs containing the SH3 and ubiquitin binding domains UIM and-or VHS, which were shown to interact directly with AMSH via SPR. Thus activation of the hydrolase activity by STAM corroborates indirectly the autoinhibited native state.

Résumé : La voie endo-lysosomale dirige les récepteurs membranaires vers le processus de dégradation lysosomale. En bref, les récepteurs sont marqués par l-ubiquitine, envoyés vers les endosomes précoces puis, pris en charge pas le système ESCRT Endosomal Sorting Complexes Required for Transport et intégrés dans des vésicules intraluminales. Ce système est composé des complexes ESCRT-0, I, II, II et VPS4. Certaines protéines ESCRT sont aussi recrutées lors de processus topologiquement similaires comme la cytokinèse ou le bourgeonnment viral de certains virus enveloppés. AMSH Associated Molecule of the SH3 domain of STAM est une ubiquitine-hydrolase associée au système ESCRT qui hydrolyse les chaînes d-ubiquitine liées par leur lysine K63. Elle interagit directement avec ESCRT-0 via la sous-unité STAM et avec les membres CHMP1A, 1B et 3 d-ESCRT-III. Bien qu-AMSH pourait recruter ces protéines ESCRT ou être elle-même recrutée par celles-ci, le mécanisme d-activation de son activité d-hydrolase est encore méconnu. Afin de mieux comprendre les bases structurales de l-activation d-AMSH, j-ai essayé danalyser des formes recombinantes de cette protéine par cristallographie aux rayons X et par diffusion des rayons X aux petits angles SAXS ce qui m-a permis d-obtenir deux modèles à basse résolution. De plus, j-ai caractérisé par SPR Surface Plasmon Resonance les interactions entre AMSH et CHMP1A, 1B et 3 et déterminé les résidus clefs du dernier complexe. Cela a montré que les surfaces d-interaction employées par le domaine MIT d-AMSH ne sont pas les mêmes pour CHMP3 et CHMP1A-1B. J-ai aussi découvert que l-activité enzymatique d-AMSH seule est très faible ce qui impliquerait une auto-inhibition en solution. L-hydrolyse des chaînes d-ubiquitine liées par leur lysine K63 pourrait alors être activée par une construction de STAM comprenant le domaine SH3 ainsi que les domaines liant l-ubiquitine VHS et-ou UIM.

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Keywords : Ubiquitine hydrolase Cristallography Viral budding Escrt machinary

Mots-clés : Cristallographie Bourgeonnement viral Système ESCRT





Autor: Emilie Poudevigne -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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