Caractérisation des enzymes impliquées dans la voie d'excision de la première méthionine des protéines synthétisées dans les mitochondries et les plastes

par Alexandre Serero

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Thierry Meinnel.


  • Résumé

    Le mécanisme universel de synthèse des protéines impose que toutes les protéines débutent par une méthionine. Pourtant cette première méthionine sera le plus souvent clivée par le mécanisme de la nme (excision de la méthionine n-terminale) : il est assuré par une activité méthionine aminopeptidase (map) et par une activité peptide déformylase (pdf). Jusquà aujourd'hui peu de choses étaient connues concernant la nme dans les organites. Mon projet de thèse a ainsi consisté à identifier et caractériser les enzymes impliquées dans la voie de nme dans les mitochondries et les plastes. Au laboratoire, des séquences codant des homologues des pdfs et maps bactériennes ont été identifiées chez la plupart des génomes eucaryotes. Nous avons isolé les formes issues du mammifère homo sapiens (homme) et des plantes arabidopsis thaliana et lycopersicum esculentum (tomate). Nous avons démontré que ces enzymes étaient spécifiquement localisées dans les organites et que les homologues des pdfs présentaient bien une activité déformylase in vivo et in vitro. Les pdfs chloroplastiques (pdf1bs) sont très proches fonctionnellement des pdfs bactériennes alors que les pdfs mitochondriales (pdf1as) présentent des caractéristiques biochimiques originales. Les pdf1as animales, dont l'activité se comporte de manière similaire à celle des pdf1bs, se distinguent par la présence d'au moins deux substitutions dans les séquences-signature des pdfs. Le remplacement de ces résidus par leurs pendants des pdf1as de plantes a permis de retrouver les caractéristiques des pdf1as de plantes. Ce travail révèle ainsi pour la première fois l'existence d'une voie de la nme dans les mitochondries et les plastes.


  • Résumé

    The universal process of protein synthesis imposes that methionine is the first residue incorporated. Nevertheless, this first methionine is most often cleaved by the n-methionine excision (nme) pathway which includes methionine aminopeptidase (map) and peptide deformylase (pdf) activities. Until now few data concerning the nme pathway in the organelles were avaible. Then the aim of my work has been to identify and characterise the enzymes involved in the nme pathway in plastids and mitochondria. In the laboratory some sequences encoding bacterial pdf and map homologues have been identified in most eukaryotic genomes. We have isolated the forms from the human homo sapiens and from the plants arabidopsis thaliana and lycopersicum esculentum (tomato). We have shown that theses enzymes are localized in organelles and that the pdf homologues have deformylase activity in vivo and in vitro. The behaviour of the chloroplastic pdfs (pdf1bs) activity is very similar to that of bacterial pdfs. In contrast the activity of the mitochondrial pdfs (pdf1as) is characterised by unsual properties. Animal pdf1as can be distinguished from the other pdf1as (i) because they display similar biochemical features to those of pdf1bs and (ii) by the presence of two substitutions in the pdf sequence-signatures. The replacement of both residues by their plant counterparts led the activity of animal pdf to behaviour similarly that of plant pdf1as. This work reveals for the first time the existence of a nme pathway in mitochondria and plastids. Although the bacterial and plastid nme mechanisms are very similar, the mitochondrial nme is characterised by a pdf with unusual properties.

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Informations

  • Détails : 213 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.141-163

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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)107
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