Étude des voies de biosynthèse de l'alpha-glucane et du glycogène de mycobactérium tuberculosis

par Tounkang Sambou

Thèse de doctorat en Biochimie

Sous la direction de Mamadou Madani Daffe et de Anne Lemassu.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La tuberculose est une maladie infectieuse provoquée par Mycobacterium tuberculosis. Elle affecte entre 2 à 3 millions par an. Cette recrudescence est liée à différents facteurs parmi lesquels l'insuffisance de la protection vaccinale, une antibiothérapie de longue durée et souvent inefficace, l'apparition de souches multirésistantes. . . . Suite à la recrudescence de cette maladie, la découverte de nouveaux antituberculeux s'avère nécessaire et la biosynthèse des composés de l'enveloppe constitue des cibles privilégiées. Le glucane, homopolymère de glucoses liés en alpha(1->4) avec des branchements en position 6, est le composé majoritaire de la capsule de l'enveloppe de M. Tuberculosis. Son implication dans la pathogénie a été démontrée in vitro mais sa fonction in vivo reste inconnue. L'étude d'une telle fonction nécessite l'utilisation de mutants, donc la connaissance de sa (ses) voie(s) de biosynthèse. Du fait de la ressemblance structurale entre le glucane et le glycogène intracellulaire, nous avons, dans la première partie de cette thèse, étudié grâce à des techniques de biochimie les différences ultra-structurales entre ces deux polysaccharides chez M. Bovis BCG. Ces résultats nous ont permis de proposer un modèle de la conformation ultra-structurale du glucane et glycogène. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié les voies de biosynthèse du glucane et glycogène chez M. Tuberculosis en utilisant comme sonde les protéines de la voie de biosynthèse du glycogène chez E. Coli. Après délétion des gènes candidats (Rv1213, Rv1212c, Rv3032 et Rv1562c), nous avons étudié la production et analysé les modifications qualitatives par mesure de rayons hydrodynamiques en DLS et de l'angle de déviation de la lumière en polarimétrie du glucane et glycogène des différentes souches. Ces résultats nous ont permis de montrer qu'aucun mutant n'est totalement déficient en glucane et/ou glycogène et que ces voies de biosynthèse étaient différentes de celle du glycogène d'E. Coli. Les étapes d'activation et d'élongation font intervenir les protéines codées par Rv1213, Rv1212c pour la biosynthèse du glucane et celles codées par Rv1213, Rv3032 pour celle du glycogène. Le branchement, étape finale de la biosynthèse est assurée par Rv1326c (GlgB) pour lors de la synthèse des deux composés. L'essentialité du gène codant cette protéine a été démontrée au cours de cette thèse. Du fait de l'essentialité de Rv1326c, nous nous sommes intéressés dans la troisième partie de ma thèse aux aspects structuraux de l'enzyme de branchement par étude en cristallographie de rayons X. Pour cela, nous avons surexprimé et produit la protéine chez E. Coli et effectué des essais en cristallogenèse.

  • Titre traduit

    Glucan and glycogen biosynthesis pathways in mycobacterium tuberculosis


  • Résumé

    Tuberculosis remains a serrious health problem worlwide, with estimed one-third of the population infected by mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis, and a death toll of more than 2 million people annually. Understanding the molecular mechanisms enabling the tubercle bacillus to multiply in a hostile environment such as the macrophage and to survive in the host is important to the design of novel strategies to combat the disease. The cell wall of the pathogenic mycobacteria plays important roles in host pathogen-interactions and in the resistance of the microorganisms to chemotherapeutic treatments. The outermost compartment of the cell envelope of pathogenic mycobacterial consists in a capsule and glycogen-like alpha-glucan represents the major polysaccharide. This polysaccharide is composed of 4 alpha-D-glucose-1 core branched at position 6. Thus, mycobacteria, notably pathogenic species produce two structurally related component (glycogen and alpha-glucan) differing from one another by their cell localisation. This raises questions of their biosynthesis and the structural differences between the two polysaccharides. To address these points we characterize by comparatively analyzing the structural features of the capsular alpha-glucan and the intracellular glycogen purified from the vaccine strain mycobacterium bovis bacille calmette guérin (BCG). For the second point, to determine the role of alpha-glucan in the physiology and virulence of these bacteria, orthologues of the glg genes involved in the biosynthesis of glycogen in escherichia coli were identified in M. Tuberculosis H37Rv and inactived by allelic replacement. Our biochemical analyses indicated that the synthesis of glucan and glycogen involves the alpha-1,4-glucosyltransferase GlgA (Rv1212c) and Rv3032, the ADP-glucose pyrophosphorylase GlgC (Rv1213) and the branching enzyme GlbG (Rv1326c). In mice the glgA mutant is impaired in its ability to persist, suggesting a role of capsular glucan in the persistence phase of infection. Instead of the essentiality of glgB gene, to crystallise the branching enzyme of M tuberculosis, we purify it after over expressing the gene in E. Coli.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 121-142

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 TOU3 0359
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.