Etude du repliement incorrect des protéines dans le périplasme d'Escherichia coli

par Jean-Philippe Arié

Thèse de doctorat en Biologie. Structure, fonction et ingénierie des protéines

Sous la direction de Jean-Michel Betton.

Soutenue en 2002

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Dans un contexte cellulaire, le repliement et le mauvais repliement dépendent de différents facteurs comme la séquence en acides aminés, la translocation, la présence de chaperons, de catalyseurs du repliement ou encore de protéases. L'objectif de ce travail a consisté à rechercher des facteurs contrôlant le repliement incorrect de MalE31, notre modèle d'étude dans la bactérie Escherichia coli. Les facteurs capables de prévenir l'agrégation cellulaire de MalE31 peuvent être de deux types, les suppresseurs intragéniques et les suppresseurs extragéniques. Les suppresseurs extragéniques désignent les acteurs de la machinerie cellulaire dévouée à éviter l'accumulation et l'agrégation des protéines en cours de repliement. En utilisant MalE31 comme modèle nous avons montré; que la protéine FkpA agit comme un chaperon moléculaire capable d'empêcher la formation de corps d'inclusion; que la protéase DegP possède une structure oligomérique et dégrade les intermédiaires de mauvaises conformations. L'oligomérisation et la dégradation de la protéase dépendent de la présence de domaines PDZ. Dans le but d'éviter l'agrégation de MalE31, nous recherchons aussi des suppresseurs intragéniques du mauvais repliement des protéines. Or, en étudiant le comportement de protéines fusionnées à MalE31, nous avons mis en évidence l'importance de l'ordre d'émergence des partenaires fusionnés dans le périplasme pour la solubilité de la protéine chimère. Nous recherchons à l'heure actuelle, par la technique du phage display, des acides aminés susceptibles de " corriger " les pièges cinétiques à l'origine de l'agrégation de MalE31. Les premières expériences allant dans ce sens sont présentées ici. La nature de ces suppresseurs intragéniques ou extragéniques est susceptible de nous aider à comprendre la compétition cinétique existante entre l'agrégation, la dégradation et le repliement dans le contexte cellulaire, et les mécanismes mis en place par les cellules pour se protéger du mauvais repliement.


  • Résumé

    Protein folding and misfolding both depend of different parameters such amino acid sequence, the protein translocation or the presence of molecular chaperones or proteases. The aim of our work is to identify factors that are able to prevent protein aggregation into the periplasm of Escherichia coli. The nature of these factors can be either extragenic or intragenic. In this study we used as a model protein a periplasmic prone-to-aggregation protein, MalE31. Extragenic suppressors designate proteins that belong to the cellular machinery and involved in the protection against protein aggregation. Checking the MalE31 aggregation we found that; FkpA act as a molecular chaperone and suppresses the inclusion body formation; the DegP protease possesses an oligomeric quaternary structure and degrades misfolded intermediates; both the degradation and the oligomerisation of DegP require the presence of some PDZ domains. In order to investigate the influence of primary structure on folding we have designed some protein fusion that contain MalE31. We have demonstrated that the fusion order is critical for the solubility of the whole fusion and that some correctly folded proteins can be embedded into an inclusion granule. Moreover, using the phage display strategy, we are now trying to found some amino acids that can correct MalE31 misfolding by preventing kinetic traps responsible for the aggregation. The first experiments concerning this topic are presented here. The identification of intragenic and extragenic suppressors could led us understand the kinetic competition that exists in vivo on protein folding, degradation and aggregation, and the way that cells protect themselves against misfolding.

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Informations

  • Détails : 82 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.74-80.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)132
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