Analyse biochimique et structurale d'une GTPase essentielle de type nouveau, CpgA(YloQ), chez Bacillus subtilis

par Lionel Cladière

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Microbiologie

Sous la direction de Simone Laurent.


  • Résumé

    Les GTPases forment une famille de protéines très largement répandue au sein du monde vivant et sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires fondamentaux. Mes travaux de thèse concernent la caractérisation de CpgA, une GTPase codée par un gène essentiel (anciennement yloQ). L'analyse de la séquence primaire de CpgA a révélé la présence du domaine G des GTPases, reflétant une permutation circulaire des motifs G. Les paramètres cinétiques de la protéine purifiée CpgA ont été déterminés et ont révélé une activité de l'hydrolyse du GTP mais faible, stimulée, cependant, par l'addition de ribosomes L'étude cristallographique de CpgA a permis l'obtention de sa structure à haute résolution à 1,6Å. La structure du domaine G est identique, malgré la permutation circulaire, à celle des autres domaines G. La structure de CpgA a également permis d'identifier deux modules additionnels, un module OB et un module de fixation du Zinc, présentant une caractéristique nouvelle. Enfin, la combinaison de ces deux modules avec le domaine G est spécifique aux procaryotes. Des caractéristiques de la structure, associée à une analyse phylogénique récente, sont en accord avec le rôle de CpgA dans la traduction. J'ai pu montrer, à l'aide d'examens au microscope à contraste de phase, qu'une réduction de la quantité de CpgA dans la cellule entraînait l'apparition d'une morphologie anormale, en particulier, à basse température. Ce phénotype est corrigé lors de l'augmentation du niveau de CpgA. CpgA pourrait donc être impliquée dans la synthèse d'un sous-groupe de protéines, participant, par exemple, à la synthèse de la paroi. Le gène cpgA est localisé en aval de deux gènes, prpC et prkC, qui codent respectivement une Ser/Thr protéine-phosphatase et un récepteur Ser/Thr protéine-kinase. L'organisation de ce locus est très conservée chez plusieurs bactéries à Gram positif, dont un certain nombre de pathogènes. Les produits de ces trois gènes pourraient donc fonctionner dans la même voie de signalisation


  • Résumé

    GTPases form a large family of proteins in the living world implicated in many fundamental cellular processes. My studies in this thesis have concerned the characterization of CpgA, a GTPase encoded by an essential gene (previously named, yloQ). The primary amino acid sequence of CpgA revealed the presence of G-motifs, typical of GTPases, however, unusually these are circularly permuted. The kinetic parameters of purified CpgA were determined and confirmed a specific but low GTPase activity. However, this activity is stimulated by the addition of ribosomes. Crystallization of CpgA permitted the determination of a high resolution structure at 1. 6Å. The core structure of the GTPase domain is essentially identical to classical GTPases, despite the circular permutation. The structure of CpgA revealed two additional domains, an OB module and a zinc binding module which includes a novel metal coordinating site. In fact, this particular combination of modules with the G-domain is unique to bacteria. The structural features of CpgA, combined with recent detailed phylogeny analysis, is consistent with a role for CpgA in translation in protein synthesis. I have also shown using phase contrast microscopy, that an engineered reduction in the level of CpgA results in cells with abnormal morphology, in particular at low temperature. This phenotype was specifically corrected by re-introduction of a single copy of the cpgA gene. These results indicate that CpgA may be involved in the translation of subset of proteins, participating, for example, in the synthesis of the cell wall. The gene cpgA is localized downstream of two genes, prpC and prkC, encoding, respectively, a Ser/Thr protein phosphatase and a Ser/Thr protein kinase. The organization of this locus is conserved in several Gram positive bacteria, including some important pathogens. The products of these three genes could therefore play a role in the same signalling pathway.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 144 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.124-134

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)125
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.