Relation between the primary sequence of Gdt1p and its function.

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Supervisors

Morsomme

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité approfondie

Abstract

(English below) Au cours de la dernière décennie, la fonction de la nouvelle famille GDT1 (précédemment nommée UPF0016), a été largement caractérisée et identifiée comme une famille de transporteurs calcium /manganèse, très probablement en échange de protons. En outre, il a été observé que leur présence est nécessaire pour maintenir les conditions environnementales précises dans la lumière de différents organites, en particulier de l’appareil de Golgi. Chez l'homme, des mutations impactant la fonction de la protéine conduisent à des troubles congénitaux de la glycosylation (CDG). Les CDG provoquent des symptômes variables, ce qui rend le diagnostic difficile. Grâce aux recherches sur les CDG et la famille GDT1, il a été constaté que l'administration de manganèse ou de certains sucres permet une meilleure prise en charge de la maladie. Dans le but de mieux comprendre la fonction et le transport de cette famille de protéines, nous avons étudié dans ce mémoire l'impact des mutations sur la fonction des protéines de la famille GDT1. Il a été montré par le passé chez l'orthologue de la levure, Gdt1p que la mutation en alanine des résidus polaires acides et non chargés dans le motif conservé E-Φ-GD-(KR)-(TS) (où Φ est un acide aminé hydrophobe) affecte le transport du calcium. Cependant, nous avons obtenu avec la même méthodologie mais pour le manganèse des résultats différents. Ce qui indique que le transport du calcium et du manganèse est affecté différemment par ces mutations et que ces ions interagissent de manière différente avec Gdt1p. En plus de cette approche par mutagenèse, l'utilisation d'un des programmes leaders dans la prédiction de la structure et de la fonction des protéines nous a permis de proposer un modèle et un mécanisme pour Gdt1p avec une relative confiance. Dans ce modèle, le transport des ions s'effectue dans un mouvement d'ascenseur dans lequel les deux motifs conservés de Gdt1p entourent l'ion. Over the last decade, the function of the new GDT1 family (previously named UPF0016), has been greatly characterized and identified as a family of calcium/ manganese transporters, most likely in exchange for protons. Also, it has been observed that their presence is necessary to maintain the precise environmental conditions in the lumen of diverse organelles, particularly the Golgi apparatus. In humans, mutations impacting the function of the protein lead to congenital disorders of glycosylation (CDG). CDG cause variable symptoms, which make the diagnostic difficult. Thanks to research on CDG and the GDT1 family, it has been found that the administration of manganese or some sugars allows better management of the disease. In the intent to better understand the function and transport of this family of proteins, we studied in this Master thesis the impact of mutations on the function of GDT1 family proteins. It has previously been shown on the yeast ortholog of the family, Gdt1p that alanine mutation of acidic and uncharged polar residues in the conserved motif E-Φ-G-D-(KR)-(TS) (where Φ is a hydrophobic amino acid) affects the transport of calcium. We have obtained with the same methodology, but for manganese different results, indicating that the transport of calcium and manganese are affected differently by these mutations and could interact in a different way with Gdt1p. In addition to this mutagenesis approach, the utilization of one of the leader programs in the prediction of protein structure and function allowed us to propose a model and a mechanism for Gdt1p with relative confidence. In this model, the transport of ions is carried out in an elevator movement in which the two conserved motifs of Gdt1p carry the ion in this movement.