Maturation des sulfatases chez les procaryotes : caractérisation d'une enzyme de la famille des SAM radical et étude de son rôle dans le dialogue bactéries-hôte

par Alhosna Benjdia

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Philippe Langella et de Olivier Berteau.


  • Résumé

    Les sulfatases sont des enzymes bactériennes largement distribuées des eucaryotes aux procaryotes. Une des particularités des sulfatases est qu’elles doivent subir une modification post-traductionnelle au niveau de leur site actif pour être fonctionnelles. Cette modification consiste en une oxydation d’un résidu de cystéine ou de sérine qui aboutit à la formation d’un acide aminé modifié, la Calpha-formylglycine. Ce résidu est présent au sein d’un motif particulier défini par la séquence : C/SxPxR. Ce motif n’est pas exhaustif puisque nous avons identifié chez C. Perfringens une sulfatase ayant le motif CxAxR. Nous avons également identifié l’enzyme responsable de cette modification que nous avons nommée anSME pour « anaerobic Sulfatase Maturating Enzyme ». La caractérisation biochimique et spectroscopique de cette famille d’enzymes nous a permis de démontrer que les anSMEs appartiennent à la superfamille des enzymes SAM radical. Nous avons également pu établir les premières étapes du mécanisme des anSMEs et démontrer que le radical Ado°, formé suite au clivage de la SAM, à pour cible un proton situé sur le carbone beta du résidu à modifier (i. E. Cystéinyle ou séryle). Parallèlement, nous avons cherché à comprendre le rôle des sulfatases dans les intéractions eucaryotes-procaryotes via les anSMEs. Pour cela, nous avons réalisé un mutant du gène anSME chez Bacteroides thetaiotaomicron (BT), une bactérie commensale majeure du tube digestif. Nous avons pu montrer que cette fonction est importante au maintien de BT dans le tractus digestif.

  • Titre traduit

    Prokaryotic sulfatase maturation : characterization of a new radical SAM enzyme and role in bacterial-host interactions


  • Résumé

    Sulfatases are widespread enzymes found from eukaryotes to prokaryotes. This class of hydrolases is unique in requiring an essential post-translational modification of a critical active-site cysteinyl or seryl residue to Calpha-formylglycine (FGly). This conversion depends on a strictly conserved sequence called “sulfatase signature”: C/SxPxR. We have isolated from C. Perfringens a sulfatase enzyme with a new motif containing an alanine instead of the conserved proline residue. Nevertheless, the critical residue of this sulfatase is also converted into FGly. Our work has also established that this modification is catalyzed by a new enzyme called “anaerobic Sulfatase Maturating Enzyme” (anSME). The spectroscopic and biochemical characterizations of anSME have demonstrated that this enzyme possesses a [4Fe-4S]2+,+ center which interacts with S-adenoysl-L-methionine to produce 5’-deoxyadenosine (AdoH). AnSMEs thus belong to the so-called radical SAM superfamily. Furthemore, mechanistic investigations have established that anSMEs are dual substrate enzymes able to catalyze both the oxidation of cysteinyl and seryl residue. We have also demonstrated that these enzymes abstract a protium on the beta-carbon atom of the critical residue. In order to investigate the role of sulfatases in host-bacteria relationships, we inactivated the anSME gene in Bacteroides thetaiotaomicron. In presence of the wild type strain, the mutated strain exhibited a fitness defect during the colonization of the digestive tract. AnSME is thus one of the first enzyme involved in commensal bacteria-host relationships.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (233 p. - 8 f.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-233

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)312
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