Endoplasmic Reticulum-associated Degradation (ERAD) and Free Oligosaccharide Generation in Saccharomyces cerevisiae

Chantret, Isabelle; Kodali, Vidya Prabhakar; Lahmouich, Chaimaa; Harvey, David J.; Moore, Stuart

doi:10.1074/jbc.m111.251371

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“…Collectively, these observations suggest intrinsic differences in substrate specificity between Mns1p and Htm1p-Pdi1p: Although Mns1p is capable of targeting both free glycans and glycoproteins independently of the attached protein conformations, Htm1p-Pdi1p preferentially targets glycans installed on nonnative proteins. In addition, as is consistent with previous in vivo studies (10,31,35), our findings suggest that Htm1p-Pdi1p is capable of bypassing the action of Mns1p to demannosylate Man9 directly.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 80%

Htm1p–Pdi1p is a folding-sensitive mannosidase that marks N-glycoproteins for ER-associated protein degradation

Liu

Fujimori

Weissman

2016

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

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Our understanding of how the endoplasmic reticulum (ER)-associated protein degradation (ERAD) machinery efficiently targets terminally misfolded proteins while avoiding the misidentification of nascent polypeptides and correctly folded proteins is limited. For luminal N-glycoproteins, demannosylation of their N-glycan to expose a terminal α1,6-linked mannose is necessary for their degradation via ERAD, but whether this modification is specific to misfolded proteins is unknown. Here we report that the complex of the mannosidase Htm1p and the protein disulfide isomerase Pdi1p (Htm1p-Pdi1p) acts as a folding-sensitive mannosidase for catalyzing this first committed step in Saccharomyces cerevisiae. We reconstitute this step in vitro with Htm1p-Pdi1p and model glycoprotein substrates whose structural states we can manipulate. We find that Htm1p-Pdi1p is a glycoprotein-specific mannosidase that preferentially targets nonnative glycoproteins trapped in partially structured states. As such, Htm1p-Pdi1p is suited to act as a licensing factor that monitors folding in the ER lumen and preferentially commits glycoproteins trapped in partially structured states for degradation.ERAD | ER quality control | mannosidase | N-glycoprotein

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Section: Resultssupporting

confidence: 80%

Htm1p–Pdi1p is a folding-sensitive mannosidase that marks N-glycoproteins for ER-associated protein degradation

Liu

Fujimori

Weissman

2016

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

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“…Les substrats ubiquitinés sont alors déglycosylés par la PNGase cytosolique avant leur dégradation par le protéasome [22]. Les fOS, qui sont issus de l'hydrolyse des chaînes N-glycanes, sont eux-mêmes soumis à une voie métabolique : chez la levure, ils sont démannosylés de façon progressive par une mannosidase cytosolique codée par le gène Ams1 jusqu'à la structure ne comportant plus que deux résidus de GlcNAc et un résidu de mannose [23]. (Figure 2).…”

Section: Principales Caractéristiques De La Pngaseunclassified

“…Paradoxes concernant la génération des fOS et l'expression de PNG1 chez la levure Alors que plus de 95 % des fOS sont libérés par Png1p chez S. cerevisiae, seulement 50 % de ces structures résultent de la dégradation de N-glycosylprotéines via les voies ERAD connues [23]. Ces données suggèrent qu'il existe d'autres voies ERAD encore non découvertes ou que ScPng1p est impliquée dans un autre processus de dégradation des N-glycosylprotéines.…”

Section: La Pngase Modifie Peu Le Taux De Dégradation Des Substrats Eradunclassified

“…La diminution de l'expression de Ngly1p entraîne une diminution de la déglycosylation SYNTHÈSE REVUES Il semble également paradoxal, d'une part, que l'activité PNGase [5] et la génération de fOS [23] augmentent en fin de phase exponentielle de croissance au moment où les activités protéasomales diminuent et, d'autre part, que l'expression de Png1p soit maximale pendant la phase stationnaire de croissance [24], alors que le protéasome est complètement déstructuré [25].…”

Section: La Pngase Interagit Avec Différentes Protéines Impliquées Daunclassified

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Nouvelles fonctions de la peptideN-glycanase indépendantes de sa capacité de déglycosylation

2014

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> La première fonction qui a été attribuée à la peptide N-glycanase (PNGase) est de déglycosyler les N-glycosylprotéines mal repliées avant leur dégradation par le protéasome. Il s'avère cependant que l'inhibition de cette enzyme modifie peu le taux de dégradation de ces N-glycosylprotéines. Des données récentes montrent que cette enzyme a également la capacité de moduler la morphogenèse de façon indépendante de sa fonction de déglycosylation. La caractérisation du premier déficit en PNGase devrait apporter une meilleure compréhension du rôle de cette enzyme multifonctionnelle dans la physiologie humaine. < stockage lysosomal la plus fréquente, et elle se manifeste par une accumulation de petits glycopeptides dans les lysosomes. Les symptômes cliniques sont un retard psychomoteur progressif, ainsi que des anomalies du squelette et du visage. De très nombreuses mutations du gène AGA codant pour cette hydrolase lysosomale ont été caractéri-sées [2]. La première description d'un patient porteur d'un déficit en PNGase ne date, elle, que de 2012 [3]. Les symptômes de ce patient peuvent être la conséquence d'un dysfonctionnement, soit de l'activité d'hydrolyse de la chaîne N-glycane, soit de fonctions nouvellement décrites qui sont indépendantes de l'activité de déglycosylation de l'enzyme. Dans cette revue, seront donc successivement exposées les données conséquentes concernant le rôle de la PNGase dans la dégradation des N-glycosylprotéines mal repliées, puis les données plus restreintes concernant les autres fonctions potentielles de cette enzyme. Principales caractéristiques de la PNGaseUne activité PNGase s'exerçant sur une N-glycosylprotéine produit de façon concomitante un oligosaccharide libre (fOS pour free oligosaccharide) et la conversion du résidu asparagine porteur de la chaîne N-glycane en résidu aspartate (Asp) ( Figure 1A). Bien que des activités PNGase aient été trouvées depuis de nombreuses années chez les plantes et les bactéries, la découverte d'activités PNGase cytosoliques chez les mammifères [4], puis chez la levure Saccharomyces Inserm U773, centre de recherche Bichat Beaujon CRB3,

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“…Where appropriate, data were analyzed and plotted using GraphPad Prism version 5.00 for Windows, (GraphPad Software, San Diego, CA; http://www.graphpad.com). Oligosaccharides were derivatized with 2-aminopyridine (AP), separated by normal-phase and reversed-phase HPLC, and detected by on-line fluorometry, as previously described (27). OSPs were analyzed by concanavalin A (Con A)-Sepaharose chromatography exactly as previously described (28).…”

Section: Analytical Proceduresmentioning

confidence: 99%

Brefeldin A promotes the appearance of oligosaccharyl phosphates derived from Glc3Man9GlcNAc2-PP-dolichol within the endomembrane system of HepG2 cells

Massarweh

Bosco

Iatmanen-Harbi

et al. 2016

Journal of Lipid Research

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Endoplasmic Reticulum-associated Degradation (ERAD) and Free Oligosaccharide Generation in Saccharomyces cerevisiae

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Htm1p–Pdi1p is a folding-sensitive mannosidase that marks N-glycoproteins for ER-associated protein degradation

Htm1p–Pdi1p is a folding-sensitive mannosidase that marks N-glycoproteins for ER-associated protein degradation

Nouvelles fonctions de la peptideN-glycanase indépendantes de sa capacité de déglycosylation

Brefeldin A promotes the appearance of oligosaccharyl phosphates derived from Glc3Man9GlcNAc2-PP-dolichol within the endomembrane system of HepG2 cells

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