Détermination de la structure tridimensionnelle de la protéine YodA de E. Coli afin de proposer une fonction

par Gabriel David

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Anita Lewit-Bentley.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    YodA de E. Coli est une protéine de stress, obtenue en quantité importante lors de la sur-expression en fermenteur d'une souche E. Coli contenant un plasmide codant pour la transacylase CyaC. La similarité de comportement de YodA et CyaC dans la caractérisation biochimique était forte et seule la spectrométrie de masse a révélé sans ambigui͏̈té que la protéine étudiée était YodA, protéine endogène de stress. La détermination de sa structure tridimensionnelle par diffraction des rayons X a été réalisée sur trois formes cristallines obtenues en absence et en présence de cations: le zinc et le cadmium. Ces structures ont été affinées à des résolutions proches de 2. 0 A, suffisantes pour interpréter l'information structurale. YodA est formée de deux domaines structuraux mais ne présente pas de similarité globale de structure. On peut la considérer comme modèle d'un repliement nouveau, représentatif d'une sous-famille de protéines de séquences similaires à YodA (YrpE de B. Subtilis et pXO1-130 de B. Anthracis). Le nombre et la position de ces cations varient d'une structure à l'autre: l'addition de zinc conduit à trois sites de fixations, celle de cadmium à quatre sites. La protéine dite native fixe un ion nickel, sans doute libéré de la colonne d'affinité utilisée lors de la purification. Cet évènement illustre la tendance de la protéine à fixer des cations dans un site majeur, occupé quelque soit la structure. Ce site implique trois résidus histidines et l'hypothèse est ainsi faite qu'une des fonctions biologiques de YodA serait la fixation et le transport de cations. Ce lien est possible dans la mesure où il est connu que l'apparition de YodA dans le périplasme de E. Coli est associée au stress crée par la présence de cadmium dans le milieu intracellulaire. YodA apparaît également en présence d'un autre agent de stress, le peroxyde d'hydrogène. Cette étude peut être une base de recherches futures sur YodA comme intervenant dans le processus de réponses au stress.


  • Résumé

    YodA of E. Coli is a protein of stress, obtained in significant quantity during the over-expression in fermentor of E. Coli strain containing a plasmid carling for the transacylase CyaC. The similarity of behaviour of YodA and CyaC in the biochemical characterization was strong and only the mass spectrometry revealed without ambiguity that the isolated protein was YodA, an endogenous protein of stress. The determination of its three-dimensional structure by diffraction of x-rays was carried out on three crystal forms obtained in absence and in the presence of cations: zinc and cadmium. These structures were refined with resolutions close to 2. 0 A, sufficient to interpret all the structural information's. YodA is made of two structural domains but does not present any relevant similarity with known structures. One can consider it as a model of a new folding, representative protein of a subfamily of sequences similar to YodA (YrpE of B subtilis and pXO1-130 of B anthracis). The number and the position of cations vary from a structure to another: zinc addition leads to three sites while cadmium complexes four sites. It is remarkable that the protein known as native also fixes a nickel, which undoubtedly is released from the affinity column used during the purification. This event illustrates the tendency of the protein to complex cations in a major site, always occupied in the structure. This site implies three histidine residues and the hypothesis is thus made that the biological functions of YodA would be the complexation and transport of cations. The validity of this hypothesis is corroborated as YodA is always associated with the stress induced by cadmium in the intracellular medium YodA also appears in the presence of hydrogen peroxide, another known agent of stress. This study may be the base for future research on YodA in the process of stress responses.

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Informations

  • Détails : 176 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.157-167

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2003)58
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