Dégradation des N-acyl homosérine lactones, médiateurs de la régulation quorum sensing : les organismes, les mécanismes, les applications potentielles

par Stéphane Uroz

Thèse de doctorat en Sciences Biologiques. Ecologie microbienne

Sous la direction de Yves Dessaux.


  • Résumé

    Les souches bactériennes d'une rhizosphere de tabac appartenant aux genres Comamonas, Pseudomonas, Rhodococcus et Variovorax présentent des cinétiques et des spectres de dégradation de N-AHSL variables. Parmi celles-ci, les souches de Comamonas sp. (D1) et de Rhodococcus (W2) sont capables d'inactiver toutes les N-AHSL quelques soient leurs substitutions sur le carbone 3. Ces deux souches sont capables d'interférer efficacement avec des fonctions régulées par QS chez d'autres bactéries. La dégradation des N-AHSL par la souche W2 est due à au moins deux activités enzymatiques : une activité oxydoréductase qui et une activité amidohydrolase, qui clive la liaison amide des N-AHSL, libérant de l'homosérine lactone et un acide gras. La première activité est non spécifique des N-AHSL puisque des analogues modifiés au niveau de leur chaîne latérale ou dépourvus du noyau lactone sont aussi réduits. La dégradation des N-AHSL par la souche D1 est aussi due à une activité amidohydrolase. Le criblage d'une banque d'ADN génomique de la souche W2 de Rhodococcus erythropolis a permis d'isoler un gène (qsdA) déterminant une activité " N-AHSLase ". Ce gène confère l'aptitude à dégrader les N-AHSL endogènes et exogènes à ses hôtes hétérologues. Il détermine une protéine présentant de fortes homologies avec les protéines de la famille des métallohydrolases : les phosphotriestérases (PTE). Cette protéine ne possède pas d'activité phosphotriestérase. La souche W2 possède au moins une seconde activité N-AHSLase, puisqu'un mutant possède toujours la capacité de dégrader les N-AHSL. Le gène qsdA, et l'activité qu'il code, semblent limités au genre Rhodococcus.


  • Résumé

    Various bacterial strains from a tobacco rhizosphere belonging to the Comamonas, Pseudomonas, Rhodococcus and Variovorax genera harbour variable N-AHSL degradation kinetics and spectra. Among them, the strains Comamonas sp. (D1) and Rhodococcus erythropolis (W2) were capable to interfere with various functions regulated by quorum sensing. Strains D1 and W2 are able to inactivate a large range of N-AHSL as observed by HPLC analysis. The Rhodococcus strain harbours two N-AHSLase activities: the first one is an oxidoreductase and an amidohydrolase. This activity appeared to be also able to reduce N-AHSL analogues lacking in lactone ring or with a modified acyl chain. Another amidohydrolase activity was detected in the strain Comamonas sp. D1. It appeared that sequence or activity homologies were not so efficient tools to find functional homologues of N-AHSLases. Screening of the genomic library of the Rhodococcus erythropolis strain W2 permitted us to isolate and characterize one gene encoding an N-AHSLase activity that termed qsdA. This gene presents a strong homology with members of the metalohydrolase super family: the phosphotriesterases (PTE). However, QsdA did not exhibit any phosphotriesterases activity and a strain with a PTE activity had no ability to degrade N-AHSL. In addition, strain W2 harbors a second N-AHSLase activity as a mutant harbouring a disrupted qsdA gene retains the ability to degrade N-AHSL. The qsdA gene and the relevant encoded activity are characteristic, so far, for the Rhodococcus genera. It may have evolved from PTE genes after the emergence of this genus in the bacterial evolution.

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Informations

  • Détails : 218 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.153-169

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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)123
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