Etude du métabolisme du nickel chez Hélicobacter pylori

par Kristine Schauer

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Agnès Labigne et de Hilde De Reuse.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    Le nickel est un métal de transition qui est essentiel à la survie de la bactérie pathogène Helicobacter pylori au sein de sa niche unique, l'estomac humain. En effet, le nickel est le cofacteur de deux protéines indispensables à la virulence de ce pathogène, l'uréase et l'hydrogénase. Cependant la concentration intracellulaire de ce métal doit être strictement contrôlée car s'il est en excès, il provoque des effets toxiques pour la cellule. Etant donné la basse concentration en nickel dans l'homme, H. Pylori a besoin d'un système de transport à haute affinité pour importer suffisamment d'ions nickel. Nous avons montré que le passage les ions nickel à travers la membrane externe de H. Pylori dépend également du système TonB/ExbB/ExbD et du récepteur FrpB4. Des mutants portant des délétions des gènes tonB/exbB/exbD ou du gène frpB4 sont affectés dans la capacité à transporter du nickel lors d'une incubation à pH acide. La protéine NikR est un régulateur transcriptionnel qui répond à la concentration intracellulaire en nickel et régule un grand nombre de gènes chez H. Pylori. La structure cristallographique de NikR métallée en nickel ou non a été déterminée. Cette étude nous a permis d'identifier des acides aminés qui sont impliqués dans l'incorporation du nickel à un site de haute affinité et de proposer un mécanisme de fixation du nickel asymétrique dans NikR. Finalement, nous avons caractérisé plusieurs protéines de H. Pylori impliquées dans la détoxification du nickel et dans son incorporation au sein des deux métallo-enzymes à nickel. En conclusion, ce travail nous a permis de mieux comprendre la contribution du nickel dans la physiologie et la virulence de H, pylori.

  • Titre traduit

    Study of the nickel metabolism of Helicobacter pylori


  • Résumé

    The transition metal nickel is essential for the survival of the pathogen Helicobacter pylori in the human stomach because of its function as a cofactor of the important colonization factors urease and hydrogenase. Given the low concentration of nickel ions in the gastric environment, its scavenging is challenging. By analogy to the TonB/ExbB/ExbD-dependent high affinity uptake of iron-complex across the outer membrane, thé TonB/ExbB/ExbD machinery and the nickel-regulated TonB-dependent receptor FrpB4 of H. Pylori were shown to sustain nickel uptake under acidic conditions. This transport mechanism enables H. Pylori to scavenge nickel in order to combat acidity. To better understand the pleiotropic control mechanism of the nickel-dependent transcriptional regulator NikR of H. Pylori, its structure was determined using X-ray crystallography. This analysis demonstrated that the solvent accessibility and nickel localization at the two sides of the NikR tetramer were different implying a mechanism of asymmetric nickel binding and nickel incorporation. Finally, the role of different nickel binding proteins in the distribution and storage of nickel in H. Pylori was investigated. Nickel toxicity experiments demonstrated that the nickel-binding extension of HspA protects H. Pylori from nickel overload. Analyses of the interacting partners of urease revealed a physical interaction between the urease and hydrogenase accessory proteins in vivo. In conclusion, my Ph. D. Work shed light on thé importance of the nickel metabolism for the specific adaptation of H. Pylori to its unique niche and revealed new insights into general regulation and transport mechanisms in bacteria.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (127 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 255 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 146
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