Etude de la réduction du sélénite chez Rhodobacter sphaeroides f. Sp. Denitrificans

par Bénédicte Bernier-Pierru

Thèse de doctorat en Microbiologie moléculaire et biotechnologie

Sous la direction de Thierry Heulin.


  • Résumé

    Le sélénium est un oligo-élément essentiel à faibles doses mais qui peut rapidement devenir mutagène et tératogène à des concentrations plus élevées. Ses formes les plus toxiques et prédominantes dans l'environnement sont les oxydes de sélénium, le séléniate et le sélénite. Les bactéries ont développé des mécanismes de défense tels que la méthylation en composés volatiles ou la réduction de ces oxydes en sélénium élémentaire. Notre modèle d'étude, Rhodobacter sphaeroides f. Sp. Denitrificans, est ainsi capable de réduire le sélénite en sélénium. Nous avons associé des approches moléculaires et biochimiques afin de caractériser les mécanismes et les acteurs de cette réduction. Après avoir étudié la réponse de la bactérie en présence de sélénite, nous avons réalisé le criblage d'une banque de mutants obtenus par transposition aléatoire afin d'isoler des mutants dont la capacité de réduction est diminuée. Deux d'entre eux sont affectés dans les gènes moaA et mogA impliqués dans la synthèse du cofacteur à molybdène indispensable à de nombreuses réductases, les molybdoenzymes. D'autre part, la présence de tungstène, un compétiteur du molybdène, dans le milieu de culture, affecte de façon significative la vitesse de réduction. Ces résultats suggèrent donc fortement l'implication d'une molybdoenzyme dans le mécanisme de réduction du sélénite. Le rôle hypothétique de différentes protéines candidates a été examiné, notamment celui de la nitrate réductase, la DMSO réductase et la biotine sulfoxyde réductase. Un mutant du gène smoM, codant pour un composant périplasmique d'un système de transport TRAP, a également été isolé, suggérant l'utilisation de ce transporteur pour l'entrée du sélénite dans la cellule.

  • Titre traduit

    Study of the selenite reduction in Rhodobacter sphaeroides f. Sp. Denitrificans


  • Résumé

    Selenium is an essential element for all living organisms at the low level; however it becomes toxic and mutagenic at higher concentrations. The predominant forms of selenium in natural environments are selenate and selenite which are toxic. Bacteria can use several mechanisms of detoxification such as methylation in volatile compounds or reduction in elemental selenium. In this way, our model, Rhodobacter sphaeroides f. Sp. Denitrificans, is able to reduce selenite into selenium. We have combined biochemical and molecular approaches to better characterize the mechanism and protagonists of this reduction. After studying the physiological response of the bacterium in the presence of selenite, we screened a transposon library in order to isolate mutants with a weakened reduction ability. Two of these selected mutants are affected in genes involved in the molybdenum cofactor synthesis, moaA and mogA. Several reductases, the molybdoenzymes, required this cofactor. Furthermore the addition of tungsten, a competitor for the molybdenum, in the culture medium, dramatically reduces the rate of selenite reduction. These results strongly suggest that a molybdoenzyme is involved in one of the selenite reduction pathways. The potential role of different proteins has been investigated, especially for the nitrate reductase, the DMSO reductase and the biotin sulfoxyde reductase. We have also selected a mutant affected in the smoM gene which encodes a periplasmic component of a TRAP transporter. The phenotype of this mutant suggests the involvement of this transporter in the selenite import.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : p.171-190

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 44000
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