Endoplasmic-reticulum targeting alters regulation of expression and antigen presentation of proinsulin
Institution:
Paris 5Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Une grande majorité de peptides présentés par les molécules de CMH classe I est produit par la protéasome, qui dégrade les protéines dans le cytosol. Même si certaines études montrent que les protéines exprimées dans le réticulum endoplasmique (RE) peuvent aussi dégradées via cette voie avec un mécanisme de rétro-transport au cytosol, ce que concerne à l'apprêtage d' antigène de ce type de protéine reste peu connu. Deux différents types de pro-insuline, l'autoantigène qui joue un rôle important dans la réponse auto-immunitaire cellulaire de la diabète type 1, sont étudiés dans ce projet : forme cytosolique et forme de RE (pre-proinsulin). Nous avons trouvé que le peptide signale, qui est présente dans la forme de RE mais pas dans la forme cytosolique, n'influence pas seulement comment la pro-insuline est dégradée et aussi la régulation de la synthèse protéique. L'inhibition de la protéasome réduit la dégradation de la pro-insuline en forme cytosolique ainsi que la présentation de l'épitope insuline B15-23 aux cellules T CD8+ spécifiques. Cependant, le prétraitement avec l'inhibiteur de protéasome diminue fortement la production de la pre-proinsuline via l'induction du stress de réticulum endoplasmique. Ce phénomène est observé dans les cellules infectées par le virus vaccinia recombinant et aussi dans celles transfectées avec un système d'expression réglable avec tétracycline. En plus, en utilisant ces systèmes d'expression de la pre-proinsuline, nous avons trouvé que RE-targeting modifiait l'apprêtage protéolytique de la protéine pour la présentation antigénique par le CMH de classe I. Ces résultats montrent qu'il y a deux chemins de dégradation de la proinsuline de forme RE, et la contribution relative de ces deux mécanismes dépende de la stabilité de la protéine. La dégradation de pre-proinsuline non-modifiée est dépende partiellement de la protéasome, tandis que le mutant, qui manque quelques bondes disulfures, augmente le rôle du protéasome dans l'apprêtage de la présentation antigénique. Néanmoins, l'introduction d'un site de N-glycosylation donne un effet opposant. En conclusion, RE-targeting avec les caractères structuraux influencent profondément la production d'antigène ainsi la voie protéolytique dans la dégradation antigénique et la présentation antigénique.
Abstract FR:
Most peptide ligands presented by MHC class I molecules are thought to be produced by degradation of cytosolic and nuclear, but also endoplasmic reticulum (ER)-resident proteins by the proteasome. However, antigen processing of ER proteins remains little characterized. Studying processing and presentation of proinsulin, which plays a pivotal role in autoimmune diabetes, we found that ER-targeting has profound effects not only on how proinsulin is degraded, but also on regulation of its synthesis. While proteasome inhibition inhibited degradation and presentation of cytosolic proinsulin, as expected, it strongly reduced production of ER-targeted proinsulin, presumably through induction of ER stress. ER-targeting and protein modifications altering stability also had profound effects on MHC class I presentation and proteolytic processing of proinsulin. Thus, presentation of stable ER-targeted forms was inefficient but enhanced by proteasome inhibition, while that of unstable forms was more efficient and proteasome-dependent. Additional experiments suggested that a pathway involving autophagosomes and the proteasome acts in proinsulin processing. Thus, both structural features and subcellular targeting of antigens can have dramatic effects on MHC class I antigen presentation.