Etude de quatre gènes paralogues de Bacillus subtilis codant des enzymes maliques

par Guillaume Lerondel

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Gène, génome, cellule

Sous la direction de Stéphane Aymerich.


  • Résumé

    Bacillus subtilis possède quatre gènes paralogues (maeA, malS, ytsJ et mleA), dont les produits sont homologues à des enzymes maliques, catalysant l'interconversion du malate et du pyruvate. Les protéines purifiées possèdent une activité enzyme malique, et présentent des spécificités de cofacteurs distinctes. MleA est strictement dépendante du NAD, MaeA et MalS ont une efficacité catalytique quatre à dix fois supérieure en présence de NAD, et YtsJ a une efficacité catalytique soixante dix fois supérieure en présence de NADP. Leurs profils d'expression sont différents : ytsJ est transcrit constitutivement ; malS est faiblement transcrit dans les conditions testées ; mleA est faiblement transcrit en milieu minimun mais fortement transcrit en milieu complexe ; et la transcription de maeA est spécifiquement induite par la présence de malate. Des approches génétiques et biochimiques ont montré que le système MalK/MalR contrôle directement l'activation de la transcription de maeA en réponse à la présence de malate. L'analyse phénotypique des mutants de ces gènes a montré que ytsJ joue un rôle physiologique majeur dans l'utilisation du malate pour la croissance et que les trois autres gènes maeA, malS et mleA jouent un rôle mineur, distinct de celui d'ytsJ. L'inactivation d'ytsJ ne peut être compensée par la surexpression de malS, maeA ou mleA, ni par celle des enzymes maliques de Escherichia coli, SfcA et MaeB, respectivement NAD- et NADP-dépendantes. La complémentation partielle par la surexpression de la transhydrogénase UdhA d'E. Coli indique que le rôle spécifique d'YtsJ est lié au métabolisme du NADP.

  • Titre traduit

    Study of four paralogous genes of Bacillus subtilis that encode malic enzymes


  • Résumé

    Four paralogous genes have been identified in the Bacillus subtilis genome (maeA et malS, ytsJ et mleA), whose products are homologous to malic enzymes, that catalyze the interconversion of malate and pyruvate. The purified proteins do possess a malic enzyme activity, but have various cofactor specificities. MleA is strictly NAD-dependent, MaeA and MalS have a catalytic efficacity four to ten fold higher in the presence of NAD, and YtsJ has a catalytic efficacity seventy fold higher in the presence of NADP. The genes have various transcription profils: ytsJ is constitutively expressed, malS is poorly expressed in all conditions tested, mleA is weakly expressed in minimal medium, but strongly expressed in rich medium, and maeA transcription is specifically induced by the presence of malate. Genetic and biochemical anlysis showed that the unkown two-component systems MalK/MalR directly control the activation of maeA transcription in response to the presence of malate. The phenotypic analysis of mutants of these genes showed that ytsJ plays a major role in the use of malate for the growth, whereas maeA, malS and mleA play a minor role, different to tha of ytsJ, for which they can substitute one for another. A ytsJ knock-out can not be compensated for by the overexpression of maeA, malS or mleA nor by the overexpression of the two Escherichia coli malic enzymes, SfcA and MaeB, respectively NAD- and NADP-dependent. The incomplete complementation by the overxpression of E. Coli transhydrogenase UdhA indicates that the specific role of YtsJ is linked to the metabolism of NADP.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 175 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 153-168

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)47
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