Regulation of two key enzymes properties in glucido-lipidic metabolism hepatic, GlucoKinase and Fatty Acid Synthase by O-GlcNAcylation in lipogenesis and cell proliferation

Après un repas, la glycolyse, la lipogenèse et particulièrement 2 enzymes sont sollicitées : la GlucoKinase (GK) et la Fatty Acid Synthase (FAS) augmentant la biosynthèse des acides gras (AG). Une autre voie du glucose conduit à la O-GlcNAc, glycosylation assurée par l’OGT et l’OGA. Au vu de la relation entre le glucose, la O-GlcNAc et le métabolisme glucido-lipidique, la O-GlcNAc contrôle probablement l'expression et l'activité de la GK et de la FAS. L’objectif a été de caractériser la O-GlcNAc des 2 enzymes et l’impact de la modification sur leurs propriétés. Les niveaux de O-GlcNAc, de GK et de FAS ont été mesurés dans différents modèles : des foies et des hépatocytes primaires de souris et des lignées cellulaires hépatiques cultivés dans des conditions de O-GlcNAc variables. Nous démontrons que la FAS et la GK sont O-GlcNAc en fonction des conditions nutritionnelles, en corrélation avec une meilleure stabilité de la protéine. Un lien existerait entre l’apport excessif de glucose, l’augmentation de O-GlcNAc et la production d’AG conduisant à la stéatose. Les perspectives sont l’étude de la régulation de la FAS par O-GlcNAc au cours du cycle cellulaire. La FAS est primordiale dans la biosynthèse d’AG, composants majeurs des membranes plasmiques. Par conséquent, elle est dérégulée en cas de prolifération cellulaire anormale, caractéristique des cellules cancéreuses. Ce défaut de prolifération est accompagné d’une augmentation de la FAS, de l’OGT et des protéines O-GlcNAc. Nos premiers résultats montrent que l’expression de la FAS varie au cours du cycle. L’OGT y joue probablement un rôle puisque son inhibition dérégule les variations de la FAS au cours du cycle cellulaire.After a meal, the glycolysis, the lipogenesis and particularly two enzymes are activated: Glucokinase (GK) and Fatty Acid Synthase (FAS) causing an increase in fatty acid biosynthesis. Another pathway of glucose leads to O-GlcNAc, glycosylation catalysed by O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). In view of the relationship between glucose levels, O-GlcNAc and the glucido-lipidic metabolism, the O-GlcNAc would regulate the expression and activity of GK and FAS. The aim was to characterize O-GlcNAc of GK and FAS, and the impact of this modification on their properties. O-GlcNAc, GK and FAS levels were measured in various models: livers and primary hepatocytes of mouse and liver cell lines cultured in conditions that modulate O- GlcNAc levels.We demonstrated that FAS and GK are O-GlcNAc depending on nutritional conditions in correlation with a better stability of proteins. It must exist a link between an excessive intake of glucose, increased levels of O-GlcNAc and abundant fatty acid production leading to hepatic steatosis. In the perspectives, we focused on the regulation of FAS expression by O-GlcNAc during the cell cycle. Indeed, FAS plays a pivotal role in the biosynthesis of biological membranes fatty acids. Accordingly, FAS may be dysregulated in abnormal cell proliferation, a major characteristic of cancer cells. In addition, these cells exhibit an overall increase of OGT expression and O-GlcNAc protein. Our initial results suggest that FAS has a variable expression during cell cycle. In addition, OGT and O-GlcNAc may play a role since the use of an OGT inhibitor deregulate changes in the FAS expression in different phases of the cycle