Caractérisation et régulation de l'expression de l'opéron phoR/phoP et du gène ppk qui jouent un rôle dans le contrôle de la biosynthèse d'antibiotiques chez Streptomyces lividans

par Sofiane Ghorbel

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

Sous la direction de Marie-Joëlle Virolle.

Soutenue en 0200

à Paris 11 .


  • Résumé

    J'ai étudié au cours de ma thèse les relations existant entre le métabolisme du phosphate et la production d'antibiotiques chez Streptomyces lividans. J'ai plus particulièrement cherché à élucider la dynamique de régulation du gène ppk et du système à deux composants phoR/phoP. On a observé qu' in vivo, Ppk joue un rôle crucial dans la régénération de l'ATP à partir de l'ADP et des polyphosphates. L'expression de ppk est induite en condition de limitation en phosphate d'une manière dépendante de PhoR/PhoP et réprimée en condition d'excès de phosphate et d'ATP par un répresseur putatif. Le phénotype de surproduction d'antibiotiques du mutant ppk est alors dû à un déficit énergétique conduisant à une stimulation des voies métaboliques centrales et à l'accumulation des précurseurs. J'ai étudié par des analyses transcriptionnelles, la régulation de l'expression de phoR/phoP et des gènes divergents phoU et psiA. J'ai démontré que l'expression de phoR/phoP, phoP et de phoU est induite en condition de limitation en phosphate, cette induction est plus importante chez le mutant ppk. J'ai parallèlement déterminé les sites de début de transcription de ces gènes (tsp) et étudié la force relative de leurs promoteurs à l'aide de fusion transcriptionnelle. J'ai démontré également que phoR/phoP, phoP et phoU sont sous le contrôle positif de PhoP. Les mutants phoP (régulateur) et phoR (kinase) sont caractérisés aussi par un phénotype de surproduction d'antibiotiques et de croissance limitée, par contre le rôle de phoU et psiA reste mystérieux. Enfin, j'ai découvert que psiA est aussi induit par la limitation en phosphate de manière dépendante de phoU mais indépendante de PhoR/PhoP.


  • Résumé

    I studied during my thesis the relations existing between the phosphate metabolism and the antibiotic production in Streptomyces lividans. I more particularly sought to elucidate the dynamics of regulation of the ppk gene and of the phoR/phoP two-component system. We have observed that in vivo, ppk play a crucial part in the regeneration of the ATP from the ADP and the polyphosphates. The expression of ppk is enhanced in condition of phosphate limitation in a PhoR/PhoP dependent manner and repressed in condition of phosphate and ATP excess by a putative repressor. The phenotype of antibiotic overproduction in the ppk mutant is then due to an energy deficit leading to a stimulation of the central metabolic pathways and to the accumulation of the precursors. I studied, by transcriptional analysis, the regulation of the phoR/phoP expression and the divergent genes phoU and psiA. I showed that the expression of phoR/phoP, phoP and phoU is induced in condition of phosphate limitation, this induction is more important in the ppk mutant strain. I, in parallel, determined the transcription start points (tsp) of these genes and studied the relative force of the various promoters using transcriptional fusion. I also showed that phoR/phoP; phoP and phoU are under the positive control of PhoP. The mutants phoP (response regulator) and phoR (sensor kinase) are also characterized by a phenotype of overproduction of antibiotics and limited growth. On the other hand the role of phoU and psiA remains mysterious. Lastly, I discovered that psiA is also induced by phosphate limitation in a phoU dependent but PhoR/PhoP independent way.

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Informations

  • Détails : 262 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.137-188

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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)56
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