Flexibilité et fonctions multiples d'une protéine chaperon impliquée dans la biogenèse d'une métalloenzyme : la nitrate réductase chez Escherichia coli

par Silva Zakian

Thèse de doctorat en Microbiologie moléculaire et biotechnologies

Sous la direction de Axel Magalon.

Soutenue en 2009

à Aix Marseille 2 .


  • Résumé

    La biogenèse des métalloenzymes consiste à coordonner l'insertion des centres métalliques au repliement et à l'assemblage des sous unités de l'enzyme. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à la biogenèse d'un complexe respiratoire de type molybdoenzyme : la nitrate reductase A d'Escherichia coli. Il s'agit d'un complexe membranaire hétérotrimérique (NarGHI) contenant huit centres métalliques (deux hèmes de type b, cinq centres [Fe-S] et le cofacteur à molybdène). La protéine chaperon spécifique NarJ est indispensable à l'activité de l'enzyme. NarJ exerce deux fonctions distinctes au cours de la maturation de l'enzyme et coordonne l'assemblage des sous-unités, l'insertion des centres métalliques et l'ancrage de l'enzyme en cours de maturation. L'interaction sur la partie globulaire de NarG permet l'insertion séquentielle d'un centre [Fe-S] et du cofacteur à molybdène. Au cours de ce travail, nous avons défini les bases structurales de l'interaction de NarJ avec le peptide N-terminal de NarG. Nous avons mis en évidence un processus de protonation de la protéine NarJ qui permet de moduler fortement l'affinité par le peptide de NarG et qui rend compte de l'interaction dynamique au cours du processus de maturation. Nous avons montré que NarJ a également la capacité de lier transitoirement un centre [Fe-S] et de le transférer à NarG. Enfin, nous avons mis en évidence que la protéine NarJ présente une structure flexible lui permettant d'exercer plusieurs fonctions. Ainsi, un nouveau modèle de biogenèse du complexe nitrate réductase est proposé à l'issue de ce travail

  • Titre traduit

    Flexibility and multiple functions of a chaperone protein in the biogenesis of a metalloenzyme : nitrate reductase in Escherichia coli


  • Résumé

    Metalloenzymes biogenesis consits in the coordination of metal centers insertion, folding and subunits assembly. During my thesis, I studied the biogenesis of a molybdoenzymes respiratory complex: nitrate reductase A in Escherichia coli. This enzyme is a membrane heterotrimeric complex (NarGHI) containing eigth metal centers (two b-type hemes, five [Fe-S] clusters and the molybdenum cofactor). The specific chaperone protein NarJ is indispensable for the enzyme activity. NarJ displays distinct functions during the maturation of the enzyme and coordinates subunits assembly, metal centers insertion and membrane anchoring of the enzyme. To this end, NarJ interacts woth two distincts sites of the catalytic subunits NarG : interaction on the N-terminal tail of NarG maintains the enzyme in a soluble state during the maturation process. Interaction on the globular part of NarG allows the sequential insertion of an [Fe-S] cluster and of molybdenum cofactor. In this study, we have defined the structural basis of the interaction between NarJ and the N-terminal peptide of NarG. We have highlighted a protonation process of NarJ allowing a strong modulation of the affinity for the peptide and providing an explanation for the dynamic caracter of the interaction during the maturation process. We have shown that NarJ has the capacity to transiently bin an [Fe-S] cluster and to transfer it to NarG. Finaly, we have highlighted a structural flexibility of NarJ allowing it to perform several functions. A new biogenesis model of the nitrate reductase is proposed at the end of this work

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Informations

  • Détails : 1 vol. (353 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.315-353

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  • Disponible pour le PEB
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