Published May 26, 2023 | Version v1
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VAP-A intrinsically disordered regions enable versatile tethering at membrane contact sites

Description

VAP-A is a receptor at the surface of the endoplasmic reticulum (ER) for hundreds of proteins containing a FFAT motif and having a wide range of structures and functions. VAP-A is also required for creating multiple membrane contact sites (MCSs) between the ER and other compartments, which notably enable non-vesicular lipid exchanges between membranes. For example, the lipid-transfer protein (LTP) OSBP interacts with VAP at ER/Golgi MCS to transport cholesterol through coupled counter-exchange and hydrolysis of PI4P. It is well known that VAP-A partners contain a FFAT motif specifically recognized by the Major-Sperm-Protein (MSP) domain of VAP, however, how this receptor adapts to its different targets in MCSs that are so different in geometry and lifetime is not understood.In this study, we used a multidisciplinary approach to demonstrate that VAP-A contains two intrinsically disordered linkers that provide it with a high degree of flexibility to enable functional organization of different MCSs. A VAP-A mutant without flexible linkers is restricted in its subcellular localization, and does not support lipid transport by OSBP and CERT at ER/Golgi MCS. However, this mutant is present at ER/mitochondria MCS by interacting with VPS13A and PTPIP51, and thus facilitates lipid transport contributing to cardiolipin metabolism and mitochondrial fusion.In conclusion, this work indicates that VAP-A conformational flexibility mediated by its intrinsically disordered regions is key to ensure membrane tethering especially at short-lived MCSs; it also demonstrates the implication of VAP-A in mitochondrial fusion.

Abstract (French)

VAP-A est un récepteur ancré à la surface du réticulum endoplasmique (RE) pour des centaines de protéines contenant un motif FFAT. Ses partenaires possèdent des structures et des fonctions très variées. VAP-A participe à la formation des sites de contact membranaire (MCSs) entre le RE et les autres organelles et ceci permet notamment le trafic non vésiculaire des lipides entre les membranes. Par exemple, la protéine de transfert de lipide OSBP interagit avec VAP aux MCSs RE/Golgi afin de transporter le cholestérol contre son gradient de concentration par contre-échange et hydrolyse de phosphatidylinositol-4-phoshate (PI4P). L'interaction entre le domaine Major-Sperm-Protein (MSP) de VAP-A et le motif FFAT de ses partenaires était déjà caractérisé. Cependant, la façon dont ce récepteur universel peut s'adapter à toutes ses cibles dans tous les MCSs, qui sont très différents en terme de géométrie et de stabilité était inconnue.Dans cette étude nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire afin de démontrer que VAP-A contient deux régions intrinsèquement désordonnées (IDRs) qui fournissent à la protéine une flexibilité indispensable à son organisation fonctionnelle dans les MCSs. Nous avons montré qu'un mutant de VAP-A sans ses linkers flexibles possède une localisation subcellulaire restreinte aux MCSs RE/mitochondrie. Ce mutant ne peut donc pas soutenir l'activité d'OSBP et CERT aux MCSs RE/Golgi. En revanche, il interagit avec VPS13A et PTPIP51 à la mitochondrie et permet ainsi le transport de lipides qui contribuent au métabolisme des cardiolipines et à la fusion mitochondriale.Ces résultats indiquent que la flexibilité de VAP-A fournie par ses IDRs, joue un rôle clé pour assurer son adaptabilité à différents contextes et plus précisément aux MCSs à durée de vie courte comme les MCSs RE/Golgi, cette étude démontre également l'implication de VAP-A dans la fusion mitochondriale.

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https://theses.hal.science/tel-04193876
URN
urn:oai:HAL:tel-04193876v1

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