Caractérisation des interactions établies par la région riche en prolines de la ligase de l’ubiquitine Itch

Abstract

Itch est un membre de la famille des ligases de l’ubiquitine de type CWH (C2-WW- HECT) impliqué dans le contrôle de la signalisation inflammatoire, des facteurs de transcription et le tri des récepteurs membranaires. La fonction d’Itch implique généralement sa capacité à induire la dégradation de ses substrats. Pour accomplir cette fonction, Itch doit d’abord interagir avec ses cibles. Itch possède quatre domaines WW lui permettant d’accomplir la majorité de ses fonctions. En plus de ces domaines, Itch possède une PRR (région riche en prolines) unique parmi les ligases CWH. Cette région est bien conservée chez les vertébrés, ce qui suggère son importance. Cette région permet à Itch d’interagir avec des protéines contenant un domaine SH3 (Src homology 3). Plusieurs partenaires SH3 furent identifiés, cependant l’on connait peu de choses concernant la fonction et l’établissement de ces complexes. Dans ce projet, nous avons analysé les propriétés de liaison d’un sous-groupe de protéines à domaine SH3 impliquées dans l’endocytose et la signalisation cellulaire. Nos travaux ont permis d’identifier de nouveaux partenaires et aussi de déterminer que différents domaines SH3 ciblent la même région riche en prolines, mais impliquent des résidus distincts. Ces résultats démontrent la variété des propriétés de liaison démontrées par la PRR d’Itch et sa préférence marquée pour l’Endophiline. Parmi les partenaires identifiés, Grb2 (Growth factor receptor-bound protein 2) est particulièrement intéressant en raison de son rôle crucial dans la signalisation cellulaire. Nous avons démontré ici qu’Itch ubiquityle Grb2, mais ne cause pas sa dégradation, contrairement à l’Endophiline. Nos travaux démontrent que la PRR d’Itch est versatile quant à ses interactions et leurs conséquences.

Itch is a member of the CWH (C2-WW-HECT) family of ubiquitin ligases involved in the control of inflammatory signalling pathways, several transcription factors, and sorting of surface receptors. Itch functions generally involve ubiquitylation-induced degradation of its substrates. To accomplish such function, Itch must first interact with its target. Itch possesses four well-characterized WW domains mediating most of its known interactions. In addition to these binding modules, Itch also has a unique proline-rich region (PRR) among other CWH ligases. This sequence is well conserved among vertebrates, underlying its importance. The PRR of Itch enables its interaction with SH3 (Src homology 3) domain-containing proteins. Several proteins have been found to interact with the PRR of Itch. However, little is known about the function of these complexes and how they are established. Here, we have analyzed the binding properties of a subset of SH3 domain-containing proteins involved in endocytosis and cellular signalling. We have characterized novel SH3-PRR interactions established by Itch and found that various SH3 domains can target the same proline-rich sequence with the implication of distinct residues. These results demonstrate the variety of binding properties exhibited by the PRR of Itch and its clear preference for Endophilin. Among its binding partners, Grb2 (Growth factor receptor-bound protein 2) is of paramount interest given its major implications in cell signalling. We have thus demonstrated that Grb2 is ubiquitylated by Itch and that, in contrast with Endophilin, this reaction is not associated with proteolytic functions. Itch PRR is thus a versatile binding module and the interactions established by this region can mediate distinct fates.