Structural modeling and functional characterization of mammalian cytosolic carboxypeptidases 2 and 3

Abstract

Aquesta tesis s’emmarca en el camp de les carboxipeptidases citosòliques de mamífers, centrant-­‐se particularment en els membres 2 i 3 d’aquesta subfamília de metalocarboxipeptidases. Aquest treball constitueix el primer estudi sobre la funció d’aquests enzims a través d’aproximacions in silico, in vitro i in vivo. Aquesta tesis consta de les parts descrites a continuació. El primer capítol introdueix el camp de les matalocarboxipeptidases, els microtúbuls, les modificacions post-­‐traduccionals de la tubulina i estableix els objectius de la tesi. El segon capítol és una compilació dels procediments experimentals i materials utilitzats en el treball experimental. El tercer capítol presenta la caracterització funcional de la carboxipeptidasa citosòlica 3 humana. Els resultats d’aquest estudi han estat la base pel quart capítol, on es descriu la funció de la CCP2. Ambdues CCP2 i CCP3 isoformes de ratolí s’estudien mitjançant enginyeria de proteïnes i utilitzant els models de ratolí knockout de CCP2 i CCP3. Els capítols III i IV es subdivideixen en un resum del capítol, els resultats que descriuen el detall dels descobriments i una discussió. A continuació es presenta una discussió general sobre CCP2 i CCP3, el seu rol en la cèl·∙lula i en el context de la subfamília de carboxipeptidases que, en mamífers, consta de sis gens codificants per enzims amb activitat deglutamilasa. La tesis finalitza amb un resum de les conclusions. El capítol IV juntament amb els experiments de modelat estructural del capítol III són la base de la següent publicació científica: Tort O, Tanco S, Rocha C, Bièche I, Seixas C, Bosc C, Andrieux A, Moutin MJ, Avilés FX, Lorenzo J, Janke C. The cytosolic carboxypeptidases CCP2 and CCP3 catalyze posttranslational removal of acidic amino acids. MBoC. doi:10.1091/mbc.E14-­‐06-­‐1072

This thesis is situated in the field of the mammalian cytosolic carboxypeptidases, particularly focusing in members 2 and 3 from this subfamily of metallocarboxypeptidases. This work gives insight for the first time into the role of those enzymes by in silico, in vitro and in vivo approaches. The thesis is divided in parts as described below. The first chapter introduces the fields of metallocarboxypeptidases, microtubules, tubulin posttranslational modifications and settle the objectives of the thesis. The second chapter is a compilation of the experimental procedures and materials used for the experimental work. The third chapter presents the functional characterization of human cytosolic carboxypeptidase 3. The results from this study were the basis for chapter four, where the function of CCP2 is described and both CCP2 and CCP3 mouse isoforms are studied by protein engineering and using CCP2 and CCP3 knock-­‐out mouse models. Chapters III and IV are subdivided into a summary of the chapter, the results describing the findings in detail and a discussion. The following chapter sets a general discussion on CCP2 and CCP3, their role in the cell and in the context of a family, in mammals, of six genes coding deglutamylating enzymes. A final section includes a summary of the conclusions. Chapter IV together with the modeling experiments form Chapter III is the basis of the following scientific paper: Tort O, Tanco S, Rocha C, Bièche I, Seixas C, Bosc C, Andrieux A, Moutin MJ, Avilés FX, Lorenzo J, Janke C. The cytosolic carboxypeptidases CCP2 and CCP3 catalyze posttranslational removal of acidic amino acids. MBoC. doi:10.1091/mbc.E14-­‐06-­‐1072