Phosphorylation

Phosphorylation d’EZH2 au niveau de la Sérine 21 par AKT. Cha et al. 2005, montrent que AKT phosphoryle EZH2 au niveau de la sérine 21 (S21). Celle-ci supprime l’activité histone méthyltransférase d’EZH2 et son affinité pour l’histone H3. Ce site de phosphorylation est conservé entre les espèces. La phosphorylation de S21 entraîne une diminution de la marque H3K27me3 et permet la ré-expression de gènes réprimés initialement. Ce mécanisme de régulation d’EZH2 pourrait être impliqué dans la cancérogénèse. En réponse à l’E2 (17β-estradiol) et aux xenoes- trogènes, le récepteur ER via la voie PI3K/AKT phosphoryle EZH2 au niveau de la S21 (diminution de la marque H3K27me3). Ainsi, les xénoestrogènes peuvent re- programmer l’expression génique et favoriser le développement du cancer du sein (Bredfeldt et al. 2010).

Phosphorylation d’EZH2 par les CDK.

Thr 350. Les kinases dépendantes des cyclines, CDK1 et CDK2, phosphorylent EZH2 au niveau de la thréonine 350 (Thr350), ce motif est conservé entre les espèces. La phosphorylation de ce résidu est importante pour le recrutement d’EZH2 et la maintenance de la marque K3K27me3 au niveau des loci cibles d’EZH2.

Thr 372. La phosphorylation au niveau de la thréonine 372 (Thr372) accroît l’intéraction entre YY1 et EZH2, elle est catalysée par la voie Tnf/P38α. Ce méca- nisme conduit à la répression de Pax7 lors de la régénération musculaire (Palacios et al. 2010).

Thr 487. EZH2 est phosphorylée au niveau de la thréonine 487 par CDK1. Dans des cellules embryonnaires de rein, cette phoshorylation dissocie le complexe PRC2 et inhibe l’activité histone méthyltransférase d’EZH2.

Thr 416. La protéine NIPP1 régule la sérine/thréonine phosphatase PP1. PP1 régule la présence d’EZH2 aux loci cibles par la phosphorylation de la thréonine 416 (Thr416). La phosphorylation EZH2-Thr416 crée une plateforme d’accueil pour NIPP1. Ce recrutement permet d’augmenter la phosphorylation d’EZH2 en inhibant sa déphosphorylation par PP1 (Minnebo et al. 2013).

Phosphorylation d’EZH2 au niveau de la S734 par ATM. Dans l’ataxie télangiectasie la marque H3K27me3 est fortement abondante. L’actaxie télangiecta- sie est une dégénération neuronale progressive causée par une déficience en protéine ATM. La protéine ATM est une kinase qui phosphoryle EZH2 à la sérine 734 (S734) et diminue la stabilité de la protéine. La localisation de la marque H3K27me3 est changée et provoque une dérégulation du cycle cellulaire et l’apoptose (Li et al. 2013b).

1.5.2

Acétylation

EZH2 est acétylée par l’acétyltransférase PCAF (P300/CBP-associated factor) au niveau de la lysine 348 (K348) et déacétylée par SIRT1. Cette acétylation cause une diminution des phosphorylations au niveau des Thr345 et Thr487. EZH2-K348 acétylée augmente la stabilité d’EZH2 sans influencer son association au complexe PRC2 et augmente son activité enzymatique (Wan et al. 2015).

1.5.3

Ubiquitination

L’ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui contrôle la dégra- dation des protéines. Elle est liée de façon covalente à un résidu lysine. L’ubiquiti- nation est régulée par une cascade d’enzymes E1, E2 et E3. Il existe dans les cancers des dérégulations d’ubiquitinilation (activation ou desactivation). L’ubiquitinilation

modère la dégradation d’oncogènes et suppresseurs de tumeurs ainsi que le cycle cel- lulaire (Popovic et al. 2014). Il existe plusieurs protéines qui peuvent ubiquitinyler Ezh2 : Smurf2 (polyubiquitine EZH2 et cause sa dégradation par le protéasome), la protéine β-TRCP a pour cible EZH2 phosphorylée au niveau de la tyrosine Y641 par JAK2 (dégradation d’Ezh2), YC-1 favorise l’ubiquitination et la dégradation d’EZH2 par c-CBL (Casitas B-lineage lymphoma), le DZNep favorise l’expression de la protéine ubiquitine ligase PRAJA1 qui favorise la dégradation des composants du PRC2 par le protéasome (Yu et al. 2013, Sahasrabuddhe et al. 2015, Chang et al. 2014, Zoabi et al. 2011).

1.5.4

O-GlcNacylation

La O-GlcNacylation est catalysée par l’enzyme O-GlcNac transférase (OGT), requise pour la triméthylation H3K27. La sérine 75 est le site de O-GlcNacylation d’EZH2, elle favorise sa stabilité et inhibe une phosphorylation d’EZH2 responsable de sa dégradation (Chu et al. 2014).

Figure 8: Modifications post-traductionnelles d’EZH2. L’activité d’EZH2 est mo- dulée par les modifications post-traductionnelles. Les phosphorylations de la sérine 21 (S21), thréonine 350 (T350), 372 (T372), 416 (T416) et 487 (T487) régulent l’ajout de la marque H3K27me3. Le cycle cellulaire peut également être modulé par les modifications post-traductionnelles d’EZH2 notamment par la phosphory- lation de la thréonine 487 et celle de la sérine 734 (S734). L’acétylation de la lysine 348 (K348) inhibe la phosphorylation des thréonines 350 et 487. La phosphory- lation de la tyrosine 641 (Y641) par JAK2 conduit à la dégration d’EZH2.A : Acétylation, G : O-GlcNacylation, P : Phosphorylation.

Chapitre 2

Le complexe PRC1

2.1

Composition du complexe PRC1

Le complexe PRC1 chez la drosophile est composé de 4 composants ; Polycomb (Pc), Sex combs extra (Sce), Polyhomeotic (Ph) and Posterior sex combs (Psc) (figure 9).

Figure 9: Le complexe PRC1 chez la drosophile. Composition du complexe PRC1 chez la drosophile. Le complexe est formé des protéines Pc, Sce, Ph et Psc.

Le complexe PRC1 est conservé chez les mammifères, composé respectivement des protéines CBX, RING1A/RNF2, PHC et BMI1/PCGF, table 3. La majeure différence entre les mammifères et la drosophile est la présence de nombreux ortho- logues des différentes protéines du complexe, différents complexes PRC1 peuvent être formés par exclusion mutuelle (Levine et al. 2002), figure 10.

PHC. Chez les mammifères il existe 3 orthologues de la protéine Ph : PHC1, PHC2 et PHC3. Les protéines PHC2 et PHC3 ont une plus grande homologie de

séquence. Elles possèdent deux domaines conservés dans la partie N-terminale (N-A et N-B) (Tonkin et al. 2002).

CBX. La protéine Pc est conservée chez les mammifères. Les invertébrés ex- priment une protéine Pc tandis que les mammifères expriment 5 orthologues : CBX2, CBX4, CBX6, CBX7 et CBX8. Ils sont composés en N-terminale d’un chromodo- maine (reconnaît la queue des histones), adjacent à ce domaine, un domaine de liaison à l’ADN, AT-hook-like (ATHL) (se lie à l’ADN) et en C-terminale d’un do- maine Polycomb Repressor Box (permet l’interaction avec les protéines du complexe PRC1, homologues de Sce) (figure 11).

Figure 10: Composition des complexes PRC1 canoniques et non canoniques. Les complexes canoniques contiennent les sous-unités CBX, les complexes non canoniques peuvent contenir RYBP, KDM2B et E2F6. Figure adaptée de Gil et al. 2014.

PCGF. La protéine Psc est conservée chez les mammifères. Il existe 6 orthologues : PCGF1, PCGF2, PCGF3, BMI1, PCGF5 et PCGF6 (Connelly et al. 2017).

Nom utilisé Alias CBX2 M33, PC1 CBX3 HP1γ CBX4 HPC2, PC2 CBX8 HPC3, PC3 PCGF1 NSPC1, RNF68

PCGF2 MEL18, MEL-18, RNF110, Zinc Finger Protein 144

PCGF3 RNF3

BMI1 PCGF4, RNF51

PCGF5 RNF159

PCGF6 MBLR, RNF134

RING1A RNF1

RNF2 RING1B, RING2, HIPI3

PHC1 HPH1, RAE28, PH1, MHP1, Polyhomeotic-like 1 PHC2 HPH2, PH2, Polyhomeotic-like 2

PHC3 HPH3, PH3, Polyhomeotic-like 3

KDM2B FBXL10, NDY1, JHDM1B

Table 3: Les différents noms des protéines du complexe PRC1 trouvés dans la

littérature.

RING. Les orthologues de la protéine Sce sont RING1A et RNF2. L’expression de la protéine Ring1A est indispensable pour l’organisation de l’axe antéro-postérieur de la drosophile (Gorfinkiel et al. 2004). Ce complexe catalyse la marque H2AK119ub1. L’absence de Rnf2 cause une perte de H2AK119ub1, l’arginine 70 contenue dans le domaine Ring est indispensable à l’activité catalytique de Rnf2 (Wang et al. 2004a).