Etude et ingénierie de la N-glycosylation des protéines chez la microalgue verte chlamydomanas reinhardtii. / Pierre-Louis Lucas ; sous la direction de Muriel Bardor

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Microalgues

Chlamydomonas reinhardtii

Glycosyltransférases

Glycosylation

Biomédicaments

Classification Dewey : 615.4

Bardor, Muriel (1974-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Lerouge, Patrice (Président du jury de soutenance / praeses)

Peltier, Gilles (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Daniellou, Richard (1976-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Breton, Christelle (Membre du jury / opponent)

Sassi, Jean-François (Membre du jury / opponent)

Loutelier-Bourhis, Corinne (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Mati-Baouche, Narimane (1985-....) (Membre du jury / opponent)

Normandie Université (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire de Glycobiologie et Matrice Extracellulaire Végétale (Mont Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2009-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Université de Rouen Normandie (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : Actuellement, plus de 70% des biomédicaments commercialisés sont des glycoprotéines recombinantes. Les coûts élevés de production de ces biomédicaments ont poussé les scientifiques à développer des organismes de production alternatifs. Récemment, les microalgues ont été proposées en tant que potentiel système de production compte-tenu de leur rapidité de croissance et de leurs faibles coûts de production. Cependant, avant de produire des biomédicaments industriels chez les microalgues, il est impératif de s’assurer que les modifications post-traductionnelles, comme la N-glycosylation, soit conservées et compatibles avec une utilisation thérapeutique. Dans ce contexte, l’étude de la Nglycosylation de deux microalgues modèles, Chlamydomonas reinhardtii (microalgue verte) et Phaeodactylum tricornutum (diatomée) a été réalisée. Dans un premier temps, l’ingénierie de la N-glycosylation de C. reinhardtii a été initiée en exprimant une Nacétylglucosaminyltransférase I (GnT I) hétérologue. Les résultats obtenus ont permis de réévaluer les voies de N-glycosylation de C. reinhardtii et de montrer que cette microalgue synthétise une structure glycannique linéaire qui n’est pas substrat de la GnT I. Dans un second temps, un protocole d’extraction et de caractérisation des précurseurs glycanniques de C. reinhardtii et P. tricornutum a été développé et appliqué pour déterminer la structure des précurseurs glycanniques dans ces espèces. Enfin, la caractérisation de deuxxylosyltransférases potentielles (XTA et XTB) de C. reinhardtii a été menée en utilisant des mutants d’insertion et des analyses des N-glycannes par spectrométrie de masse. Cette étude a confirmé les rôles spécifiques de XTA et XTB dans la voie de N-glycosylation de C. reinhardtii.

Résumé / Abstract : Currently, more than 70% of the commercialized biopharmaceuticals are glycoproteins. The high production costs lead scientists to develop alternative organisms suitable for such production. Recently, microalgae emerged as a potential interesting production system thanks to their quick growth rate and low production costs. However, prior to start industrial glycoproteins production in microalgae, protein post-translational modifications like Nglycosylation, must be carefully controlled. This PhD thesis focused on the analysis of the Nglycosylation pathway of two different microalgae, Chlamydomonas reinhardtii (greenmicroalgae) and Phaeodactylum tricornutum (diatom). In order to start N-glycan engineering, heterologous N-acetylglucosaminyltransferase I (GnT I) sequences were expressed in C.reinhardtii. This study demonstrated that C. reinhardtii synthetize a linear N-glycan unsuitable for GnT I activity and allows the reinvestigation of the C. reinhardtii N-glycosylation pathway. A second chapter of this work focus on the optimization of a protocol suitable for analyzing the structure of the Dolichol N-linked precursors of C. reinhardtii and P. tricornutum. Lastly, two potential xylosyltransferases (XTA and XTB) from C. reinhardtii were characterized using insertional mutants and N-glycomic analyses by mass spectrometry approaches. This work allows us to propose specific involvement of XTA and XTB in the xylosylation processing of C.reinhardtii N-glycans.