Etudes structurales de protéines impliquées dans la réponse immunitaire innée des insectes

par Philippe Leone

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Bioinformatique, biologie structurale et génomique

Sous la direction de Christine Kellenberger et de Alain Roussel.

Soutenue en 2005

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    Apres une infection microbienne, l'activation de la réponse immunitaire innée dans l'hémolymphe des insectes implique principalement deux familles de protéines: les récepteurs qui interagissent spécifiquement avec des motifs moléculaires à la surface de l'intrus, et les protéases à serines qui amplifient et régulent le signal par des cascades protéolytiques. J'ai utilisé différents systèmes d'expression (bactérie, levure, cellules d'insectes) pour produire quatre clip-trypsines de la drosophile afin de résoudre leur structure cristallographique. Ces protéases à serines de type trypsine possèdent au moins un court domaine N-terminal riche en cystéines, appelé ‘clip' et responsable de la régulation de l'enzyme. Le meilleur résultat a été obtenu avec les cellules SF9 qui expriment et sécrètent correctement la clip-trypsine CG9733. D'autre part, le domaine clip de CG16705 a été renaturé à partir de corps d'inclusion exprimés dans la bactérie. Dans le contexte d'une collaboration avec le laboratoire IBMC (Strasbourg) j'ai exprimé le récepteur PGRP-SD dans des cellules S2 et résolu sa structure cristallographique. Cette protéine de reconnaissance du peptidoglycane (PGRP) isolé chez la drosophile est un récepteur des bactéries Gram+, comme PGRP-SA. Les résultats suggèrent toutefois que les deux récepteurs reconnaissent différemment le peptidoglycane de ces bactéries, et qu'ils interagissent avec des corécepteursdifférents. Bien que le site de fixation du peptidoglycane soit conservé, la comparaison des structures de PGRP-SA et PGRP-SD montre des changements importants dans son environnement proche, en particulier dans la répartition des charges électrostatiques. De plus l'analyse des résidus de surface met en évidence une région non conservée entre les deux récepteurs et probablement impliquée dans l'interaction avec un co-récepteur, ainsi qu'une crevasse hydrophobe conservée chez toutes les PGRP

  • Titre traduit

    Structural studies of proteins involved in the innate immunity of insects


  • Résumé

    Upon microbial infection, the activation of innate immunity in the hemolymph of insects involves principally two protein families: receptors which interact with specific molecular patterns on microorganisms, and serine proteases which amplify and regulate the signal through proteolytic cascades. I used different expression systems (bacteria, yeast and insect cells) to produce four drosophila clip-trypsins in order to solve their crystallographic structure. These trypsin-like serine proteases have at least one small N-terminal cysteine-rich domain called ‘clip' which is involved in the regulation of the enzyme. The best result was obtained with SF9 cells which expressed and properly secreted the clip-trypsin CG9733. The clip domain of CG16705 was also refolded from inclusion bodies expressed in bacteria. In collaboration with the laboratory IBMC (Strasbourg), I expressed the receptor PGRP-SD in drosophila S2 cells and solved its crystallographic structure. This peptidoglycan recognition protein (PGRP) from drosophila is a receptor for Gram+ bacteria, as PGRP-SA, but the data suggest they recognize different bacteria and interact with different co-receptors. Although the peptidoglycan binding site is conserved, the comparison of PGRP-SD and PGRP-SA structures reveals some differences, especially in the surface charge distribution. Furthermore, the analysis of surface residues highlights two regions: one that is not conserved between the two receptors and probably interacts with co-receptors, the other, a hydrophobic crevice that is highly conserved across the PGRP family

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-193 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 187-193

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
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