Immunoisolation and Characterization of a Subdomain of the Endoplasmic Reticulum That Concentrates Proteins Involved in COPII Vesicle Biogenesis

Rubella virus E1 glycoprotein normally complexes with E2 in the endoplasmic reticulum (ER) to form a heterodimer that is transported to and retained in the Golgi complex. In a previous study, we showed that in the absence of E2, unassembled E1 subunits accumulate in a tubular pre-Golgi compartment whose morphology and biochemical properties are distinct from both rough ER and Golgi. We hypothesized that this compartment corresponds to hypertrophied ER exit sites that have expanded in response to overexpression of E1. In the present study we constructed BHK cells stably expressing E1 protein containing a cytoplasmically disposed epitope and isolated the pre-Golgi compartment from these cells by cell fractionation and immunoisolation. Double label indirect immunofluorescence in cells and immunoblotting of immunoisolated tubular networks revealed that proteins involved in formation of ER-derived transport vesicles, namely p58/ERGIC 53, Sec23p, and Sec13p, were concentrated in the E1-containing pre-Golgi compartment. Furthermore, budding structures were evident in these membrane profiles, and a highly abundant but unknown 65-kDa protein was also present. By comparison, marker proteins of the rough ER, Golgi, and COPI vesicles were not enriched in these membranes. These results demonstrate that the composition of the tubular networks corresponds to that expected of ER exit sites. Accordingly, we propose the name SEREC (smooth ER exit compartment) for this structure.

Shr3p Mediates Specific COPII Coatomer–Cargo Interactions Required for the Packaging of Amino Acid Permeases Into ER-derived Transport Vesicles

The SHR3 gene of Saccharomyces cerevisiae encodes an integral membrane component of the endoplasmic reticulum (ER) with four membrane-spanning segments and a hydrophilic, cytoplasmically oriented carboxyl-terminal domain. Mutations in SHR3 specifically impede the transport of all 18 members of the amino acid permease (aap) gene family away from the ER. Shr3p does not itself exit the ER. Aaps fully integrate into the ER membrane and fold properly independently of Shr3p. Shr3p physically associates with the general aap Gap1p but not Sec61p, Gal2p, or Pma1p in a complex that can be purified from N-dodecylmaltoside-solubilized membranes. Pulse–chase experiments indicate that the Shr3p–Gap1p association is transient, a reflection of the exit of Gap1p from the ER. The ER-derived vesicle COPII coatomer components Sec13p, Sec23p, Sec24p, and Sec31p but not Sar1p bind Shr3p via interactions with its carboxyl-terminal domain. The mutant shr3-23p, a nonfunctional membrane-associated protein, is unable to associate with aaps but retains the capacity to bind COPII components. The overexpression of either Shr3p or shr3-23p partially suppresses the temperature-sensitive sec12-1 allele. These results are consistent with a model in which Shr3p acts as a packaging chaperone that initiates ER-derived transport vesicle formation in the proximity of aaps by facilitating the membrane association and assembly of COPII coatomer components.

Inhibitors of COP-mediated Transport and Cholera Toxin Action Inhibit Simian Virus 40 Infection

Simian virus 40 (SV40) is a nonenveloped virus that has been shown to pass from surface caveolae to the endoplasmic reticulum in an apparently novel infectious entry pathway. We now show that the initial entry step is blocked by brefeldin A and by incubation at 20degreesC. Subsequent to the entry step, the virus reaches a domain of the rough endoplasmic reticulum by an unknown pathway. This intracellular trafficking pathway is also brefeldin A sensitive. Infection is strongly inhibited by expression of GTP-restricted ADP-ribosylation factor 1 (Arf1) and Sar1 mutants and by microinjection of antibodies to betaCOP. In addition, we demonstrate a potent inhibition of SV40 infection by the dipeptide N-benzoyl-oxycarbonyl-Gly-Phe-amide, which also inhibits late events in cholera toxin action. Our results identify novel inhibitors of SV40 infection and show that SV40 requires COPI- and COPII-dependent transport steps for successful infection.

Contrôle de l'expression de la protéine PHEX et rôle de PHEX et FGF23 dans la minéralisation par les cellules MC3T3

PHEX est une protéine importante dans le processus de minéralisation osseuse. Des mutations ou la délétion d’une partie de ce gène causent l’hypophosphatémie liée au chromosome X (XLH). Cette maladie est caractérisée par une hypophosphatémie, accompagnée de défauts de minéralisation, de rachitisme et de lésions ostéomalaciques. Avec l’hypophosphatémie, les taux circulants de vitamine D devraient être augmentés, ce qui n’est pas le cas d’où une régulation anormale de la production de vitamine D a lieu. Cependant, malgré le fait que cette protéine soit une peptidase, aucun substrat physiologique n’a encore été répertorié pour PHEX. PHEX est une protéine membranaire de type II de la famille M13 des métalloendopeptidases à zinc possédant un court domaine N-terminal cytosolique, un segment transmembrannaire d’environ 20 acides aminés et une large portion C-terminale extracellulaire où se trouve le site actif de l’enzyme. PHEX est exprimée de façon majoritaire dans les os et dans les dents et elle apparaît à l’initiation de la minéralisation. Les patients souffrant de XLH et la souris Hyp, qui est un modèle animal de la maladie humaine, montrent des quantités importantes de la protéine FGF23. De plus, FGF23 est impliqué dans une autre maladie reliée au métabolisme du phosphate, l’hypophosphatémie rachitique autosomale dominante (ADHR) où des mutations de FGF23 causent sensiblement les mêmes symptômes que XLH. FGF23 est produit principalement par les ostéoblastes et les ostéocytes. FGF23 cause une hypophosphatémie par la diminution de l’expression du cotransporteur NaPi de type II, responsable de la réabsorption du phosphate rénal. L’hypothèse proposée dans la littérature serait que PHEX activerait ou inactiverait des peptides importants pour la minéralisation osseuse. Plus spécifiquement, l’activation ou l’inactivation de ces peptides aurait pour rôle de réguler les quantités de FGF23. Selon l’hypothèse mentionnée précédemment, la régulation de PHEX pourrait donc avoir un effet sur la minéralisation. Une quantité croissante de données sur la régulation de PHEX sont maintenant disponibles. Par exemple, la vitamine D diminue l’expression de PHEX tandis que les glucocorticoïdes et l’hormone de croissance augmentent son expression. Dans une première étude, nous avons voulu déterminer si un peptide relié à la minéralisation osseuse, le PTHrP1-34, pouvait réguler l’expression de PHEX. Nous avons déterminé que le PTHrP1-34 peut réguler de façon négative l’expression de PHEX dans les cellules UMR-106, une lignée cellulaire ostéoblastique. Cette régulation passe par la voie de l’AMPc/protéine kinase A. De plus, cette diminution d’expression est également observée au jour 7 dans des cultures primaires d’ostéoblastes de rat en minéralisation. Par la suite, nous avons étudié un mutant de PHEX, le mutant E4Q retrouvé chez un patient souffrant de XLH, où la mutation se retrouve dans le domaine cytosolique de PHEX. Cette mutation n’interfère pas avec le site catalytique de l’enzyme puisque ce mutant de PHEX peut tout aussi bien cliver un substrat synthétique que la protéine sauvage. Il a été déterminé que cette mutation annule un motif di-acide. Nous avons démontré que ce motif di-acide est responsable de la liaison de PHEX à COPII, responsable de la formation de vésicules de sécrétion. De plus, il semblerait que ce motif soit important, probablement par son interaction avec COPII, à l’incorporation de PHEX dans des vésicules de calcification, lesdites vésicules étant importantes dans le processus de minéralisation. Finalement, des essais de compétitions ont démontré que la minéralisation pouvait être perturbée lorsque l’on surexprimait la queue cytosolique sauvage de PHEX, contrairement à la queue mutée. Ceci suggère possiblement que l’interaction avec COPII menant à l’incorporation de PHEX dans les vésicules de calcification ou d’autres protéines comprenant de tels motifs pourrait être importante pour la minéralisation. Finalement, la dernière étude porte sur la protéine FGF23. Nous avons démontré, par la surexpression de FGF23 dans la lignée MC3T3 d’ostéoblastes de souris, que cette surexpression a un effet sur la sénescence de ces cellules. En effet, des essais de sénescence ont montré l’augmentation de celle-ci lorsque FGF23 est surexprimé. Par contre, la prolifération n’est pas altérée. De plus, il semblerait que la différenciation soit plus rapide, tel qu’observé par une minéralisation survenant plus tôt, mais n’étant pas plus importante. Bref, la surexpression de FGF23 semblerait faire en sorte que les ostéoblastes se différencient plus rapidement et passent donc à un état de sénescence prématuré comparativement aux cellules sauvages. Ceci est en accord avec la littérature où KLOTHO, un cofacteur de FGF23 permettant sa liaison avec une plus grande affinité sur son récepteur, lorsqu’inactivé démontre un phénotype similaire au vieillissement incluant un phénotype de sénescence.

Identification de nouveaux partenaires protéiques des récepteurs couplés aux protéines G contrôlant leur transport du reticulum endoplasmique à la membrane plasmique

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) forment la plus grande et la plus diversifiée des familles de protéines localisées à la surface cellulaire et responsables de la transmission de signaux à l’intérieur des cellules. D’intenses recherches effectuées au cours des trente dernières années ont mené à l’identification de dizaines de protéines interagissant avec les RCPGs et contrôlant la signalisation, la désensibilisation, l’internalisation et la dégradation de ces importantes cibles pharmacologiques. Contrairement aux processus régulant l’activité des récepteurs à partir de la membrane plasmique, les mécanismes moléculaires contrôlant la biosynthèse des RCPGs dans le reticulum endoplasmique (RE) et leur transport jusqu’à la surface cellulaire sont très peu caractérisés. Une meilleure compréhension de ces processus nécessite l’identification de la machinerie protéique responsable de la maturation des RCPGs. Un crible protéomique basé sur le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET), qui permet la mesure d’interactions protéiques dans les cellules vivantes, a mené à l’identification de plusieurs nouvelles protéines localisées dans la voie de sécrétion et interagissant potentiellement avec les RCPGs. Ces protéines étant localisées dans les compartiments cellulaires (reticulum endoplasmique et appareil de Golgi) responsables de la synthèse, du repliement adéquat et du transport à la membrane plasmique des récepteurs, il est très probable qu’elles soient impliquées dans le contrôle de l’expression des RCPGs à la surface cellulaire. La caractérisation de l’homologue humain de cornichon 4 (CNIH4), un nouvel intéracteur des RCPGs identifié dans le crible, a démontré que cette protéine localisée dans les compartiments précoces de la voie de sécrétion (RE et ERGIC) interagit de façon sélective avec les RCPGs. De plus, la suppression de l’expression endogène de cette protéine préalablement non-caractérisée, diminue le transport à la membrane plasmique d’un récepteur, indiquant que CNIH4 influence positivement l’export des RCPGs du RE. Ceci est supporté par l’observation que la surexpression de CNIH4 à de faibles niveaux favorise la maturation d’un récepteur mutant normalement retenu dans le RE. Nous avons également pu démontrer que CNIH4 est associée à la protéine Sec23, une des composantes de l’enveloppe des vésicules COPII qui sont responsables du transport des protéines du RE vers le Golgi, suggérant que CNIH4 pourrait favoriser le recrutement des récepteurs dans ces vésicules. La surexpression de CNIH4 à de très hauts niveaux provoque également la rétention intracellulaire des récepteurs. Cet effet dominant négatif pourrait être causé par la titration d’un autre facteur d’export des RCPGs. Une deuxième étude a permis de révéler que la protéine transmembranaire 9 (TMEM9), un nouvel intéracteur des RCPGs également identifié dans le crible, interagit sélectivement avec les récepteurs et avec CNIH4. La surexpression de cette protéine aux fonctions précédemment inconnues, rétablit le transport normal d’un récepteur en présence de CNIH4 surexprimée. De plus, la co-expression de TMEM9 potentialise la capacité de CNIH4 à augmenter la maturation d’un récepteur mutant normalement retenu dans le RE, suggérant que ces deux protéines forment un complexe régulant la maturation des RCPGs. Au cours de cette thèse, de nouvelles protéines interagissant avec les RCPGs et contrôlant leur expression à la membrane plasmique ont donc été identifiées, permettant une meilleure compréhension des mécanismes régulant le transport des récepteurs du RE à la surface cellulaire.

Rôle de l'isoforme p35 de la chaîne invariante humaine dans la formation et le transport de complexes de CMH II

La présentation antigénique par les molécules de classe II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH II) est un mécanisme essentiel au contrôle des pathogènes par le système immunitaire. Le CMH II humain existe en trois isotypes, HLA-DP, DQ et DR, tous des hétérodimères composés d’une chaîne α et d’une chaîne β. Le CMH II est entre autres exprimé à la surface des cellules présentatrices d’antigènes (APCs) et des cellules épithéliales activées et a pour fonction de présenter des peptides d’origine exogène aux lymphocytes T CD4+. L’oligomérisation et le trafic intracellulaire du CMH II sont largement facilités par une chaperone, la chaîne invariante (Ii). Il s’agit d’une protéine non-polymorphique de type II. Après sa biosynthèse dans le réticulum endoplasmique (ER), Ii hétéro- ou homotrimérise, puis interagit via sa région CLIP avec le CMH II pour former un complexe αβIi. Le complexe sort du ER pour entamer son chemin vers différents compartiments et la surface cellulaire. Chez l’homme, quatre isoformes d’Ii sont répertoriées : p33, p35, p41 et p43. Les deux isoformes exprimées de manière prédominante, Iip33 et p35, diffèrent par une extension N-terminale de 16 acides aminés portée par Iip35. Cette extension présente un motif de rétention au réticulum endoplasmique (ERM) composé des résidus RXR. Ce motif doit être masqué par la chaîne β du CMH II pour permettre au complexe de quitter le ER. Notre groupe s’est intéressé au mécanisme du masquage et au mode de sortie du ER des complexes αβIi. Nous montrons ici que l’interaction directe, ou en cis, entre la chaîne β du CMH II et Iip35 dans une structure αβIi est essentielle pour sa sortie du ER, promouvant la formation de structures de haut niveau de complexité. Par ailleurs, nous démontrons que NleA, un facteur de virulence bactérien, permet d’altérer le trafic de complexes αβIi comportant Iip35. Ce phénotype est médié par l’interaction entre p35 et les sous-unités de COPII. Bref, Iip35 joue un rôle central dans la formation des complexes αβIi et leur transport hors du ER. Ceci fait d’Iip35 un régulateur clef de la présentation antigénique par le CMH II.

Charakterisierung zellulärer Interaktionspartner des großen Hüllproteins des Hepatitis-B-Virus

Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand das große L-Hüllprotein (L) des Hepatitis B - Virus. L bildet eine ungewöhnliche duale Topologie in der ER-Membran aus, welche auch im reifen Viruspartikel erhalten bleibt. In einem partiellen, posttranslationalen Reifungsprozess wird die sogenannte PräS-Region von der zytosolischen Seite der Membran aus in das ER-Lumen transloziert. Aufgrund seiner dualen Topologie und der damit verbundenen Multifunktionalität übernimmt L eine Schlüsselfunktion im viralen Lebenszyklus. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit lag deshalb darin, neue zelluläre Interaktionspartner des L-Hüllproteins zu identifizieren. Ihre Analyse sollte helfen, das Zusammenspiel des Virus mit der Wirtszelle besser zu verstehen. Hierfür wurde das Split - Ubiquitin Hefe - Zwei - Hybrid System eingesetzt, das die Interaktionsanalyse von Membranproteinen und Membran-assoziierten Proteinen ermöglicht. Zwei der neu identifizierten Interaktionspartner, der v-SNARE Bet1 und Sec24A, die Cargo-bindende Untereinheit des CoPII-vermittelten vesikulären Transports, wurden weitergehend im humanen Zellkultursystem untersucht. Sowohl für Bet1 als auch für Sec24A konnte die Interaktion mit dem L-Hüllprotein bestätigt und der Bindungsbereich eingegrenzt werden. Die Depletion des endogenen Bet1 reduzierte die Freisetzung L-haltiger, nicht aber S-haltiger subviraler Partikel (SVP) deutlich. Im Gegensatz zu Bet1 interagierte Sec24A auch mit dem mittleren M- und kleinen S-Hüllprotein von HBV. Die Inhibition des CoPII-vermittelten vesikulären Transportweges durch kombinierte Depletion der vier Sec24 Isoformen blockierte die Freisetzung sowohl L- als auch S-haltiger SVP. Dies bedeutet, dass die HBV - Hüllproteine das ER CoPII-vermittelt verlassen, wobei sie aktiv Kontakt zur Cargo-bindenden Untereinheit Sec24A aufnehmen. Der effiziente Export der Hüllproteine aus dem ER ist für die Virusmorphogenese und somit für den HBV - Lebenszyklus essentiell. rnEin weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit basierte auf der Interaktion des L-Hüllproteins mit dem ER-luminalen Chaperon BiP. In der vorliegenden Arbeit wurde überprüft, ob BiP, ähnlich wie das zytosolische Chaperon Hsc70, an der Ausbildung der dualen Topologie des L-Hüllproteins beteiligt ist. Hierfür wurde BiP durch die ektopische Expression seiner Ko-Chaperone BAP und ERdj4 in seiner Substrat-bindenen Kapazität manipuliert. ERdj4, ein Mitglied der Hsp40 - Proteinfamilie, stimuliert die ATPase-Aktivität von BiP, was die Substratbindung stabilisiert. Der Nukleotid - Austauschfaktor BAP hingegen vermittelt die Auflösung des BiP - Substrat - Komplexes. Die Auswirkung der veränderten in vivo-Aktivität von BiP auf die posttranslationale PräS-Translokation wurde mit Proteaseschutz - Versuchen untersucht. Die ektopische Expression des positiven als auch des negativen Regulators von BiP resultierte in einer drastischen Reduktion der posttranslationalen PräS-Translokation. Ein vergleichbarer Effekt wurde nach Manipulation des BiP ATPase - Zyklus durch Depletion der zellulären ATP - Konzentration beobachtet. Dies spricht dafür, dass das ER-luminale Chaperon BiP, zusammen mit Hsc70, eine zentrale Rolle in der Ausbildung der dualen Topologie des L-Hüllproteins spielt. rnZwei weitere Proteine, Sec62 und Sec63, die sich für die posttranslationale Translokation in der Hefe als essentiell erwiesen haben, wurden in die Analyse der dualen Topologie des L-Hüllproteins einbezogen. Interessanterweise konnte eine rein luminale Ausrichtung der PräS-Region nach kombinierter Depletion des endogenen Sec62 und Sec63 beobachtet werden. Dies deutet an, dass sowohl Sec62 als auch Sec63 an der Ausbildung der dualen Topologie des L-Hüllproteins beteiligt sind. In Analogie zur Posttranslokation der Hefe könnte Sec62 als Translokon-assoziierter Rezeptor für Substrate der Posttranslokation, und damit der PräS-Region, dienen. Sec63 könnte mit seiner J-Domäne BiP zum Translokon rekrutieren und daraufhin dessen Substrat-bindende Aktivität stimulieren. BiP würde dann, einer molekularen Ratsche gleich, die PräS-Region durch wiederholtes Binden und Freisetzen aktiv in das ER-Lumen hereinziehen, bis eine stabile duale Topologie des L-Hüllproteins ausgebildet ist. Die Bedeutung von Sec62 und Sec63 für den HBV - Lebenszyklus wird dadurch untermauert, dass sowohl die ektopische Expression als auch die Depletion des endogenen Sec63 die Freisetzung L-haltiger SVP deutlich reduziert. rn

Specific interaction of the yeast cis-Golgi syntaxin Sed5p and the coat protein complex II component Sec24p of endoplasmic reticulum-derived transport vesicles

The generation of transport vesicles at the endoplasmic reticulum (ER) depends on cytosolic proteins, which, in the form of subcomplexes (Sec23p/Sec24p; Sec13p/Sec31p) are recruited to the ER membrane by GTP-bound Sar1p and form the coat protein complex II (COPII). Using affinity chromatography and two-hybrid analyses, we found that the essential COPII component Sec24p, but not Sec23p, binds to the cis-Golgi syntaxin Sed5p. Sec24p/Sed5p interaction in vitro was not dependent on the presence of [Sar1p⋅GTP]. The binding of Sec24p to Sed5p is specific; none of the other seven yeast syntaxins bound to this COPII component. Whereas the interaction site of Sec23p is within the N-terminal half of the 926-aa-long Sec24p (amino acid residues 56–549), Sed5p binds to the N- and C-terminal halves of the protein. Destruction by mutagenesis of a potential zinc finger within the N-terminal half of Sec24p led to a nonfunctional protein that was still able to bind Sec23p and Sed5p. Sec24p/Sed5p binding might be relevant for cargo selection during transport-vesicle formation and/or for vesicle targeting to the cis-Golgi.

Erp1p and Erp2p, Partners for Emp24p and Erv25p in a Yeast p24 Complex

Six new members of the yeast p24 family have been identified and characterized. These six genes, named ERP1–ERP6 (for Emp24p- and Erv25p-related proteins) are not essential, but deletion of ERP1 or ERP2 causes defects in the transport of Gas1p, in the retention of BiP, and deletion of ERP1 results in the suppression of a temperature-sensitive mutation in SEC13 encoding a COPII vesicle coat protein. These phenotypes are similar to those caused by deletion of EMP24 or ERV25, two previously identified genes that encode related p24 proteins. Genetic and biochemical studies demonstrate that Erp1p and Erp2p function in a heteromeric complex with Emp24p and Erv25p.

Localization and Recycling of gp27 (hp24γ3): Complex Formation with Other p24 Family Members

We report here the characterization of gp27 (hp24γ3), a glycoprotein of the p24 family of small and abundant transmembrane proteins of the secretory pathway. Immunoelectron and confocal scanning microscopy show that at steady state, gp27 localizes to the cis side of the Golgi apparatus. In addition, some gp27 was detected in COPI- and COPII-coated structures throughout the cytoplasm. This indicated cycling that was confirmed in three ways. First, 15°C temperature treatment resulted in accumulation of gp27 in pre-Golgi structures colocalizing with anterograde cargo. Second, treatment with brefeldin A caused gp27 to relocate into peripheral structures positive for both KDEL receptor and COPII. Third, microinjection of a dominant negative mutant of Sar1p trapped gp27 in the endoplasmic reticulum (ER) by blocking ER export. Together, this shows that gp27 cycles extensively in the early secretory pathway. Immunoprecipitation and coexpression studies further revealed that a significant fraction of gp27 existed in a hetero-oligomeric complex. Three members of the p24 family, GMP25 (hp24α2), p24 (hp24β1), and p23 (hp24δ1), coprecipitated in what appeared to be stochiometric amounts. This heterocomplex was specific. Immunoprecipitation of p26 (hp24γ4) failed to coprecipitate GMP25, p24, or p23. Also, very little p26 was found coprecipitating with gp27. A functional requirement for complex formation was suggested at the level of ER export. Transiently expressed gp27 failed to leave the ER unless other p24 family proteins were coexpressed. Comparison of attached oligosaccharides showed that gp27 and GMP25 recycled differentially. Only a very minor portion of GMP25 displayed complex oligosaccharides. In contrast, all of gp27 showed modifications by medial and trans enzymes at steady state. We conclude from these data that a portion of gp27 exists as hetero-oligomeric complexes with GMP25, p24, and p23 and that these complexes are in dynamic equilibrium with individual p24 proteins to allow for differential recycling and distributions.

Arabidopsis Sec21p and Sec23p Homologs. Probable Coat Proteins of Plant COP-Coated Vesicles1

Intracellular protein transport between the endoplasmic reticulum (ER) and the Golgi apparatus and within the Golgi apparatus is facilitated by COP (coat protein)-coated vesicles. Their existence in plant cells has not yet been demonstrated, although the GTP-binding proteins required for coat formation have been identified. We have generated antisera against glutathione-S-transferase-fusion proteins prepared with cDNAs encoding the Arabidopsis Sec21p and Sec23p homologs (AtSec21p and AtSec23p, respectively). The former is a constituent of the COPI vesicle coatomer, and the latter is part of the Sec23/24p dimeric complex of the COPII vesicle coat. Cauliflower (Brassica oleracea) inflorescence homogenates were probed with these antibodies and demonstrated the presence of AtSec21p and AtSec23p antigens in both the cytosol and membrane fractions of the cell. The membrane-associated forms of both antigens can be solubilized by treatments typical for extrinsic proteins. The amounts of the cytosolic antigens relative to the membrane-bound forms increase after cold treatment, and the two antigens belong to different protein complexes with molecular sizes comparable to the corresponding nonplant coat proteins. Sucrose-density-gradient centrifugation of microsomal cell membranes from cauliflower suggests that, although AtSec23p seems to be preferentially associated with ER membranes, AtSec21p appears to be bound to both the ER and the Golgi membranes. This could be in agreement with the notion that COPII vesicles are formed at the ER, whereas COPI vesicles can be made by both Golgi and ER membranes. Both AtSec21p and AtSec23p antigens were detected on membranes equilibrating at sucrose densities equivalent to those typical for in vitro-induced COP vesicles from animal and yeast systems. Therefore, a further purification of the putative plant COP vesicles was undertaken.

Rôle de l'isoforme p35 de la chaîne invariante humaine dans la formation et le transport de complexes de CMH II

La présentation antigénique par les molécules de classe II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH II) est un mécanisme essentiel au contrôle des pathogènes par le système immunitaire. Le CMH II humain existe en trois isotypes, HLA-DP, DQ et DR, tous des hétérodimères composés d’une chaîne α et d’une chaîne β. Le CMH II est entre autres exprimé à la surface des cellules présentatrices d’antigènes (APCs) et des cellules épithéliales activées et a pour fonction de présenter des peptides d’origine exogène aux lymphocytes T CD4+. L’oligomérisation et le trafic intracellulaire du CMH II sont largement facilités par une chaperone, la chaîne invariante (Ii). Il s’agit d’une protéine non-polymorphique de type II. Après sa biosynthèse dans le réticulum endoplasmique (ER), Ii hétéro- ou homotrimérise, puis interagit via sa région CLIP avec le CMH II pour former un complexe αβIi. Le complexe sort du ER pour entamer son chemin vers différents compartiments et la surface cellulaire. Chez l’homme, quatre isoformes d’Ii sont répertoriées : p33, p35, p41 et p43. Les deux isoformes exprimées de manière prédominante, Iip33 et p35, diffèrent par une extension N-terminale de 16 acides aminés portée par Iip35. Cette extension présente un motif de rétention au réticulum endoplasmique (ERM) composé des résidus RXR. Ce motif doit être masqué par la chaîne β du CMH II pour permettre au complexe de quitter le ER. Notre groupe s’est intéressé au mécanisme du masquage et au mode de sortie du ER des complexes αβIi. Nous montrons ici que l’interaction directe, ou en cis, entre la chaîne β du CMH II et Iip35 dans une structure αβIi est essentielle pour sa sortie du ER, promouvant la formation de structures de haut niveau de complexité. Par ailleurs, nous démontrons que NleA, un facteur de virulence bactérien, permet d’altérer le trafic de complexes αβIi comportant Iip35. Ce phénotype est médié par l’interaction entre p35 et les sous-unités de COPII. Bref, Iip35 joue un rôle central dans la formation des complexes αβIi et leur transport hors du ER. Ceci fait d’Iip35 un régulateur clef de la présentation antigénique par le CMH II.

TFG Promotes Organization of Transitional ER and Efficient Collagen Secretion

Collagen is the most abundant protein in the animal kingdom. It is of fundamental importance during development for cell differentiation and tissue morphogenesis as well as in pathological processes such as fibrosis and cancer cell migration. However, our understanding of the mechanisms of procollagen secretion remains limited. Here, we show that TFG organizes transitional ER (tER) and ER exit sites (ERESs) into larger structures. Depletion of TFG results in dispersion of tER elements that remain associated with individual ER-Golgi intermediate compartments (ERGICs) as largely functional ERESs. We show that TFG is not required for the transport and packaging of small soluble cargoes but is necessary for the export of procollagen from the ER. Our work therefore suggests a key relationship between the structure and function of ERESs and a central role for TFG in optimizing COPII assembly for procollagen export.