Régulation de la stabilité de la protéine E2

Le facteur de transcription E2 des papillomavirus est reconnu pour son instabilité avec un temps de demi-vie oscillant entre 50 minutes (min) pour E2 des VPH16, -18, et

VPB1 et 125 min pour le VPH6 (Bellanger et al., 2001; Blachon et al., 2005; Gagnon et al., 2009; Penrose and McBride, 2000). Tout comme les autres facteurs de transcription, la protéine E2 possède des activités importantes et elle est utilisée pour différentes fonctions nécessaires au cycle viral, suggérant que la modulation de sa dégradation est cruciale au déroulement de l’infection. L’état de phosphorylation de E2 du VPB1 au niveau de la S301 semble être impliqué dans la régulation de la stabilité de la protéine, mais ne serait pas la seule modification responsable de cette instabilité. En effet, la protéine E2 portant la mutation S301A possède un temps de demi-vie de 160 min et donc une stabilité prolongée (Penrose and McBride, 2000). Aussi, la présence de formes poly-ubiquitinées de la protéine E2 chez VPB1, VPH11, -16, -18, et -31, ainsi que l’augmentation du temps de demi-vie de la protéine en présence d’inhibiteurs du protéasome, ont montré que E2 est dégradée par le système d’ubiquitination dépendant de la dégradation (Bellanger et al., 2001; Gagnon et al., 2009; Penrose and McBride, 2000; Zheng et al., 2009).

Comme les mécanismes régulant sa dégradation ne sont pas encore connus, plusieurs études ont été entamées afin de mieux comprendre le fonctionnement et le rôle de l’ubiquitination de la protéine E2. Certaines études ont montré des interactions entre des protéines associées à l’UPS et d’autres tentent de définir l’enzyme ligase responsable de l’ubiquitination de E2. Zheng et al. montre que l’enzyme ligase E3 impliquée dans l’ajout d’ubiquitine serait un complexe contenant la culline-3 (Zheng et al., 2009). En effet, en tenant en compte d’une part, que les complexes E3 ligases ayant une sous-unité culline sont impliqués dans l’ubiquitination de protéines dégradées selon la phase du cycle cellulaire, et qu’en plus, la phosphorylation préalable de leur substrat est souvent observé, Zheng et al. ont associé ces caractéristiques à la protéine E2 du VPB1 qui est reconnue pour être dégradée suite à une phosphorylation et selon la phase du cycle cellulaire. Ainsi, ils ont utilisé des formes tronquées des différentes cullines connues, exprimant uniquement leur N- terminal, dans des essais de stabilité de la protéine E2. Les complexes E3 ligase possédant

une sous-unité culline, sont composés d’au moins trois sous-unités soit, une culline, une sous-unité à doigt de zinc tel Rbx1 et une protéine reconnaissant et liant le substrat. La partie N-terminale de la culline est en mesure de se lier avec les protéines reconnaissant et liant le substrat tandis que le C-terminal va s’associer au noyau catalytique de la protéine à doigt de zinc. Ainsi, Zeng et al. ont utilisé des N-terminal des différentes cullines va générer la formation de complexes enzymatiquement inactifs tout en reconnaissant le substrat. Suite à un arrêt de la synthèse protéique et en présence de cullines dominantes- négatives, il a été observé que la culline 3 protège E2 du VPH16 et du VPB1 de la dégradation (Zheng et al., 2009). Par la suite, ils ont démontré une interaction entre ces protéines par co-immunoprécipitation et que cette association peut être rompue par l’ajout d’un peptide codant pour le C-terminal de Brd4. Ces résultats suggèrent que le complexe E3 ligase-culline 3 est responsable de l’ubiquitination des protéines E2 et que la protéine Brd4 semble avoir un rôle dans la stabilité du facteur de transcription viral.

D’autres ont observés que la quantité de E2 du VPH18 varie au cours du cycle cellulaire; E2 serait dégradée à la fin de la phase G1 et s’accumulerait de la phase G2 à la mi-G1. Sachant que la protéine Skp2 du complexe ubiquitine-ligase SCF (Skp1/Cullin1/F- box :Skp2) était dégradée en G0/G1, ils ont démontré, par co-immunoprécipitation, que la protéine Skp2 interagit avec le TAD de la protéine E2 du VPH18. De plus, ils ont montré que E2 était stabilisée en présence d’un petit ARN interférant contre la protéine Skp2, suggérant que SCFSkp2 _{est le complexe d’ubiquitine ligase impliqué dans la dégradation de}

E2 du VPH18 (Bellanger et al., 2010). Cette régulation de la dégradation aurait comme conséquence une augmentation de l’expression des oncogènes E6 et E7 observée dans la phase de transition G1/S impliqué dans l’instabilité chromosomique et la transformation cellulaire.

Sans être responsable de l’ubiquitination de E2, l’ubiquitine ligase Mdm2 est en mesure de lier la région comprenant les acides aminés 322 à 335 du DBD de la protéine E2 du VPH16. Cette interaction augmente l’activité transcriptionnelle de E2 sans toutefois affecter la stabilité du facteur viral (Gammoh et al., 2009a). De plus, par immunoprécipitation de la chromatine de cellules transfectées par un vecteur portant le gène de la luciférase sous le contrôle d’un promoteur régit par E2, et une combinaison de plasmides exprimant les protéines E2 et Mdm2, il a été démontré que E2 recrute Mdm2 au promoteur viral et ceci permettrait d’activer la transcription (Gammoh et al., 2009a).

Il a aussi été déterminé que le TAD de E2 du VPH18 et -31 est responsable de la poly-ubiquitination et de la dégradation par la voie du protéasome. Ce domaine pourrait contenir une séquence de reconnaissance spécifique pour la protéolyse par le protéasome (Bellanger et al., 2001; Gagnon et al., 2009). Plusieurs facteurs de transcription comme E2F et p53 montrent une instabilité instaurée par leur TAD et régulée par la voie de dégradation dépendante du protéasome. Cette fine régulation par l’UPS est importante pour le contrôle de la transcription des gènes dont ces facteurs sont responsables (Muratani and Tansey, 2003). Aussi, il a été observé que l’interaction entre le TAD de la protéine E2 et le co- facteur de la transcription, Brd4, stabilise E2 et permet l’activation de la transcription (Gagnon et al., 2009; Zheng et al., 2009). La protéine Tax1-binding-protein 1 (Tax1BP1), une autre protéine associée à l’UPS, a été identifiée par la technique de deux hybrides et confirmée par co-immunoprécipitation comme étant une partenaire de la protéine E2 des VPH16, -18 et VPB1. L’interaction entre Tax1BP1 et le TAD de E2 ainsi que la formation d’un complexe synergique avec le co-activateur p300, va augmenter le niveau de transcription des promoteurs contenant les sites de liaison par la protéine E2 (Wang et al., 2009). De plus, les auteurs ont remarqué que la présence de Tax1BP1 augmentait la quantité de E2 dans leur expérience et comme Tax1BP1 est une sous-unité essentielle au complexe d’enzyme de dé-ubiquitination A20, ils ont regardé si Tax1BP1 jouait un rôle

dans la stabilité de E2. À l’aide d’essais mesurant la demi-vie de E2 et en présence de l’inhibiteur et de Tax1BP1, Wang et al. ont observé que le C-terminal de Tax1BP1 protégeait E2 de la dégradation sans affecter son état d’ubiquitination tout en augmentant son activité de transcription (Wang et al., 2009). Récemment, Chang et al. ont découvert que la protéine NRIP (nuclear receptor interaction protein) lie le TAD de la protéine E2 du VPH16 et que cette association induit l’activation de la transcription tout en favorisant la stabilisation de la protéine E2 (Chang et al., 2011). Cette augmentation de la transcription coïncide avec la stabilisation de E2 provenant de l’interaction avec NRIP qui empêche la dégradation de E2 en bloquant la phosphorylation et l’ajout d’ubiquitines sur le facteur viral. Ces résultats suggèrent que plusieurs moyens existent pour réguler la stabilité ainsi que l’activité transcriptionnelle de la protéine E2.