Mécanisme de régulation de l'acétyltransférase p300/CBP

The p300/CBP acetyltransferase is an important transcriptional co-activator which is involved in regulating a wide range of biological processes, such as DNA transcription, development and innate immunity. To date, the role of p300/CBP in gene regulation has been extensively described but little is known about the mechanisms which regulate its activity. Since misregulation of p300/CBP has been associated to the development of several forms of cancers and neurodegenerative diseases, studies directed to decipher the mechanisms of regulation of p300/CBP are of great importance for the development of new therapies. The p300/CBP 'core' contains two post-translational modifications (PTMs) recognition motifs, a bromodomain and a PHD domain (the bromo-PHD module, BP), in close proximity to a histone acetyltransferase domain (HAT). Many chromatin modifying enzymes contain recognition modules for PTMs. Frequently particular groupings of such modules are conserved and linked within the same protein or the same multisubunit complex, suggesting that they perform concerted functions. These linked modules may act combinatorially to allow recognition of multiple PTMs or display new functions that are not possessed by the single modules, such as regulatory properties. Accumulating evidence suggests that acetylation/deacetylation in a conserved autoinhibitory loop of the p300/CBP HAT domain plays an important role in regulation of HAT activity. The close apposition of the BP module and the HAT domain suggests that BP substrate recognition is intrinsically linked to regulation of HAT activity. During my thesis work, I have investigated the role of BP in HAT regulation. I propose that the BP module is involved in p300/CBP regulation by binding to the HAT domain and stabilizing the autoinhibited conformation of the enzyme. I have also investigated substrate specificity of the BP module towards modified chromatin. I could show that the BP module binds histone modifications including those that are p300/CBP dependent. Altogether, the data suggests that the BP module is involved in regulating p300/CBP HAT activity and in targeting of chromatin.Le p300/CBP acétyltransférase est un co-activateur transcriptionnel très important qui est impliqué dans la régulation d'un grand nombre de processus biologiques, comme la transcription d'ADN, le développement et l'immunité innée. Jusqu'à présent, le rôle de p300/CBP dans la régulation de l'expression des gènes a été largement étudiée, mais les mécanismes qui régulent son activité enzymatique sont encore peu connus. Des études ont montré que le dysfonctionnement de p300/CBP est associé à plusieurs formes de cancer et de maladies neurodégénératives. Dés lors, chaque progrès concernant les mécanismes de régulation de p300/CBP est devenu primordial pour le développement de nouvelles thérapies. Le 'noyau' de p300/CBP contient deux domaines pour la reconnaissance des modifications post-traductionnelles (MPTs), un bromodomaine et un PHD finger (le module BP), adjacent à un domaine HAT (ou domaine histone acétyltransférase). Plusieurs enzymes, modifiant la chromatine, contiennent des domaines de reconnaissance des MPTs. Fréquemment des groupements particuliers de ces domaines sont très conservés et liés, au sein de la même protéine ou du même complexe protéique, suggérant qu'ils réalisent des fonctions coordonnées. Ces domaines adjacents peuvent agir en concertation dans la reconnaissance simultanée de différents MPTs ou peuvent exercer des fonctions différentes de celles qui sont effectuées par ces deux domaines particuliers, tels que les fonctions de régulation enzymatique. Plusieurs études suggèrent que les cycles acétylation/désacétylation dans la boucle d'auto-inhibition, à l'intérieur du domaine HAT, jouent un rôle important dans la régulation de l'activité enzymatique de p300/CBP. La proximité du module BP et du domaine HAT suggère que la spécificité de liaison, appartenant au module BP, peut être intrinsèquement liée à la régulation de l'activité du domaine HAT. L'objectif de ma thèse est de déterminer le rôle du module BP dans la régulation de l'activité du domaine HAT. Je propose que le module BP soit impliqué dans la régulation de p300/CBP de deux façons. La première consiste à établir un lien avec le domaine HAT qui stabilise la conformation auto-inhibée de l'enzyme. La deuxième exige que le module BP joue un rôle dans le choix des substrats de p300/CBP. J'ai été en mesure de montrer que BP peut se lier au domaine HAT et à la chromatine modifiée et qu'il peut reconnaître les modifications effectuées par p300/CBP lui-même. Les données obtenues indiquent que le module BP peut être impliqué dans la régulation de l'activité de p300/CBP et dans son ciblage à la chromatine