Laboratoire de Biologie Moléculaire

et Cellulaire des Eucaryotes

FRE3354 CNRS/UPMC

Régulations Redox Post-Traductionnelles

Stéphane Lemaire

Les cellules doivent s’adapter en permanence à leur environnement. Pour cela, elles ont développé de nombreux systèmes pour percevoir des facteurs extracellulaires ou des modifications de l'environnement. Des espèces réactives de l'oxygène (ROS) ou de l'azote (RNS) sont continuellement produites au cours du métabolisme cellulaire normal mais sont également produites transitoirement en réponse à différents types de signaux endogènes ou exogènes tels que les stress biotiques et abiotiques. Cette production permet d'activer différentes voies de signalisation qui permettront l’adaptation aux nouvelles conditions environnementales. Les mécanismes de signalisation redox jouent un rôle central dans ces processus, à l'interface entre les ROS/RNS et les voies de signalisation aboutissant aux réponses adaptatives. Les ROS/RNS agissent principalement par l'intermédiaire de modifications post-traductionnelles réversibles des thiols protéiques. En effet, les résidus cystéines peuvent présenter différents états d'oxydation tels que les acides sulféniques, sulfiniques et sulfoniques mais également les ponts disulfures protéiques (intra- ou intermoléculaires), la S-thiolation (principalement la glutathionylation) ou la nitrosylation. Ces modifications sont principalement contrôlées par des oxydoréductases ubiquistes, les thiorédoxines (TRXs) et les glutarédoxines (GRXs).

Deux modifications post-traductionnelles, la nitrosylation et la glutathionylation, émergent comme des mécanismes jouant un rôle majeur dans de nombreux processus cellulaires fondamentaux et impliqués dans un large spectre de maladies humaines, notamment le cancer et diverses maladies cardiovasculaire, pulmonaires, musculaires et neurologiques. Des données récentes suggèrent l’existence d’étroites connexions entre les différents mécanismes de régulation redox qui demeurent largement inexplorées, en particulier dans le cas de la nitrosylation et de la glutathionylation. Nous pensons que mettre à jour ces interconnexions et analyser les mécanismes moléculaires sous-jacents est crucial pour obtenir une vision plus complète des réseaux de régulation redox et de leurs rôles dans les mécanismes de régulation et de signalisation cellulaires.

Notre équipe s’intéresse aux mécanismes de régulation et de signalisation redox impliquant des résidus cystéines, notamment la glutathionylation et la nitrosylation. Nos projets visent à utiliser une approche multidisciplinaire combinant la protéomique, la génétique et la biochimie afin d'élucider les rôles et les mécanismes des modifications redox post-traductionnelles et leurs interactions dans les cellules eucaryotes.