Etude de la protéine Knr4, élément régulateur de l’intégrité cellulaire chez la levure Saccharomyces cerevisiae

par Fabien Durand

Thèse de doctorat en Ingénieries microbienne et enzymatique

Sous la direction de Jean-Marie François.

Soutenue en 2008

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Organite essentiel chez la levure Saccharomyces cerevisiae, la paroi assure à la fois un maintien de la forme cellulaire et une protection vis-à-vis des agressions extérieures auxquelles la cellule est continuellement soumise. La synthèse et la régulation de cette structure dynamique, constituée d’un réseau de sucres et de protéines, repose essentiellement sur une voie de signalisation basée sur une cascade de MAP kinases : la voie PKC1. Au sein de cette voie, la protéine Knr4 semble jouer un rôle important en influant directement sur l’activité de la MAP kinase Slt2p et en coordonnant la synthèse pariétale avec le cycle cellulaire. Cette protéine, codée par le gène KNR4/SMI1 initialement isolé par complémentation d’un mutant résistant à la toxine killer K9, reste pourtant encore très intrigante et sa fonction précise dans l’assemblage et la régulation de la structure pariétale a été le but avoué de mon travail de thèse. Au cours de ces trois années, différentes pistes de travail ont été considérées. Tout d’abord, nous avons étudié en profondeur la structure de Knr4p, laquelle s’est révélée appartenir à une classe protéique toute particulière : les protéines à larges domaines déstructurés. Par des approches bioinformatiques, biochimiques et biophysiques, nous avons ainsi pu analyser de façon très précise la structuration de cette protéine et aboutir finalement à la cristallisation d’un domaine globulaire et structuré. En parallèle, une analyse fonctionnelle des différents domaines de la protéine a montré que la partie terminale de Knr4p pouvait être éliminée sans perturber sa fonction, résultat évalué par récupération des phénotypes sauvage d’un mutant nul pour KNR4. En revanche, l’extrémité Nterminale, pourtant non essentielle pour certains phénotypes de croissance ou de sensibilité à des drogues antifongiques, devient essentielle en absence d’une voie PKC1 fonctionnelle. D’importants travaux complémentaires biochimiques, génétiques et transcriptomique ont alors été entrepris pour tenter de comprendre le rôle de l’extrémité N-terminale de Knr4p dans le contrôle de la croissance cellulaire en absence d’une voie PKC1 fonctionnelle. Enfin, l’influence de Knr4p sur l’activité de phosphorylation de Slt2p a été approfondie par des approches biochimiques in vitro qui nous ont permis de classer cette protéine comme un régulateurfin de la MAP kinase au sein de la voie PKC1.

  • Titre traduit

    Study of Knr4p, a protein involved in the cell wall integrity pathway in the yeast Saccharomyces cerevisiae


  • Résumé

    The cell wall of the yeast Saccharomyces cerevisiae is an essential organelle and provides both a preservation of the shape and a protection against environnemental stress to which the cell is permanently subjected. Synthesis and regulation of this dynamic structure, consisting of a network of sugars and proteins, are mainly based on a signaling cascade of MAP kinases: the PKC1 pathway. The Knr4 protein appears to play an important role in this pathway. Indeed, it seems to have a direct effect on the activity of the MAP kinase Slt2p and to coordinate cell wall synthesis with cell cycle. Nevertheless, this protein, encoded by the KNR4/SMI1 gene, initially isolated by complementation of a mutant resistant to the toxin killer K9, is still very intriguing and its function in the assembly and the regulation of the cell wall structure has been the main goal of my thesis. During these three years, various lines of inquiry have been considered. First, we have studied the structure of Knr4p, which has been proved to belong to a specific class of proteins: the intrinsically disordered proteins. By bioinformatic, biochemical and biophysical approaches, we deeply analyzed the structure of this protein and finally succeeded in the crystallization of a globular and structured domain. In the same time, a functional analysis of different fragments of the protein showed that the Cterminal extremity of Knr4p could be eliminated without disrupting its function. This result was evaluated by recovering wild phenotypes of a mutant deleted for KNR4. In contrast, the N-terminal extremity, although not essential for different growth phenotypes or for sensitivity to antifungal drugs, becomes essential in the absence of a functional PKC1 pathway. Significant biochemical, genetic and transcriptomic experiments were undertaken to try to understand the role of the N-terminal part of Knr4p in the cell growth control in absence of a functional PKC1 pathway. Finally, influence of Knr4p on the phosphorylation activity of Slt2p was studied by in vitro biochemical approaches that have enabled us to classify this protein as a tight regulator of this MAP kinase within the PKC1 pathway

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  • Détails : 1 vol. (266 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 231-254

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  • Cote : 2008/931/DUR

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2008ISAT0017
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