Adaptation de Rubrivivax gelatinosus à la présence de l'oxygène : étude des différents mécanismes via l'expression de l'antenne LH2

par Anne-Soisig Steunou

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Physiologie et génétique des micro-organismes

Sous la direction de Chantal Astier.

Soutenue en 0200

à Paris 11 .


  • Résumé

    Nous nous sommes intéressés aux mécanismes d’adaptation que possèdent la bactérie pourpre Rubrivivax gelatinosus pour maintenir en présence d’oxygène la synthèse des complexes photosynthétiques et plus particulièrement celle de l’antenne LH2. Les gènes pucBA (codant les protéines de LH2) codent deux transcrits, formés à partir du même promoteur et de deux terminateurs. Leur production est pratiquement identique en photosynthèse et en semi aérobie. En amont des gènes pucBA, est présent un site de fixation pour le facteur PpsR, identifié chez Rhodobacter comme étant une répresseur transcriptionnel des gènes photosynthétiques et notamment des gènes puc, en présence d’oxygène. Nous nous sommes alors intéressés à la régulation des gènes puc et du gène crtI par le facteur PpsR. Cette étude a permis d’identifier en semi aérobie un rôle activateur de PpsR sur l’expression des gènes puc et un rôle de répresseur sur crtI. Le maintien de la synthèse des protéines structurales en présence d’oxygène n’est pas suffisant pour expliquer la formation du complexe LH2, il est nécessaire que les bactériochlorophylles soient également produites. Nous avons également identifié une stratégie qu’utilise la bactérie pour maintenir la voie de biosynthèse des bactériochlorophylles, quelques soient les conditions d’oxygénation. Cette stratégie s’effectue via un mécanisme à deux enzymes, BchE et AcsF. BchE est active en anaérobie et en faible oxygénation, AcsF est active en forte oxygénation. La capacité de maintenir la synthèse des bactériochlorophylles en présence d’oxygène permet à la bactérie de produire rapidement les photosystèmes lors des transitions aérobes-anaérobes.


  • Résumé

    We have studied the adaptation mechanisms developed by the purple bacterium Rubrivivax gelatinosus to maintain the synthesis of the photosynthetic complexes in presence of oxygen; in particular the synthesis of the LH2 antenna complex. During this work, we have analysed the pucBA (encoding for the LH2 polypeptides) gene expression. We have identified two pucBA transcripts made from the same promoter and ending at two different terminators. The amount of the pucBA transcripts is the same between the semi aerobic and photosynthetic conditions. The role of PpsR, a putative transcription factor that regulates the pucBA expression was studied. In Rhodobacter, this factor was identified as a repressor of the puc genes under aerobic condition. We have analysed the puc and crtI genes regulation by PpsR under semi aerobic conditions. This work has shown an activator role of PpsR on pucBA genes expression and a repressor role on crtI gene. The presence of the structural protein under aerobic condition is not sufficient to explain the presence of the LH2 complex; the bacteriochlorophyll should also be synthesized. It was shown that the bacterium maintains the bacteriochlorophyll synthesis under different aerobic conditions by using two different enzymes, BchE and AcsF. We have shown that BchE is active under anaerobic or low oxygenation, while AcsF is active only under high oxygenation. We have suggested that the availability of bacteriochlorophylls under aerobic condition is a significant advantage to rapidly build up the photosystem, during the transition from aerobic to anaerobic conditions.

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Informations

  • Détails : 202 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.167-184

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)19
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