Etude Structurale par RMN hétéronucléaire du pseudopilus de Pseudomonas aeruginosa, un composant essentiel de la machinerie de sécrétion de Type II : le paradigme pseudopilus/piston

par Sébastien Alphonse

Thèse de doctorat en Bioinformatique, biochimie structurale et génomique

Sous la direction de Hervé Darbon et de Cédric Bernard.

Le président du jury était James Sturgis.

Le jury était composé de Hervé Darbon, Cédric Bernard, James Sturgis, Vladimir Pelicic, Christian Damblon, Romé Voulhoux, Françoise Guerlesquin.

Les rapporteurs étaient Vladimir Pelicic, Christian Damblon.


  • Résumé

    Les bactéries à Gram négatif sont caractérisées par une organisation complexe de leur enveloppe,impliquant une membrane interne (ou cytoplasmique), un espace périplasmique et une membrane externe. Si le transport de petits composés chimiques se fait facilement, la sécrétion des protéines et des toxines nécessite par contre l’utilisation de machineries spécialisées : les systèmes de sécrétion.Chez Pseudomonas aeriginosa, une bactérie pathogène opportuniste, le système de sécrétion de Type II, ou sécrétion Xcp, constitue l’une des voies principales de la sécrétion. Ce sécréton Xcp est un complexe macromoléculaire de 12 protéines, nommées XcpAO et XcpPC-ZM, organisé en trois sous-complexes : une plateforme d’assemblage ancrée dans la membrane interne (XcpPC-SF etXcpYL-ZM), un pore localisé dans la membrane externe et formé par multimérisation de la sécrétine XcpQD, et un pseudopilus périplasmique impliquant les pseudopilines XcpTG-XK. Au travers de son introduction bibliographique, ce manuscrit présente les différents constituants de cette machinerie et leur implication dans la sécrétion. Un grand nombre de copies du constituant majoritaire de ce système, XcpTG, s’assemble sous forme d’un pseudopilus dont les cycles d’assemblage –désassemblage, semblables aux mouvements d’un piston, pourraient permettre la sécrétion des substrats à travers la membrane externe. Le travail effectué au cours de cette thèse a pour but d’approfondir la compréhension des conditions d’assemblage du pseudopilus, qui s’avère être une étape cruciale dans la sécrétion. Les résultats obtenus s’articulent autour de la détermination par RMN hétéronucléaire de la structure de XcpTG, le composant majoritaire du pseudopilus etre présente le premier constituant de la machinerie de type II de P. aeruginosa à voir sa structure résolue par RMN.

  • Titre traduit

    Structural study by Heteronuclear NMR of the pseudopilus of Pseudomonas aeruginosa, the main component of tge Type II secretion system : the pseudopilus/piston paradigm


  • Résumé

    Gram negative bacteria are characterized by a complex organisation of their cell envelope, with aninner membrane (or cytoplasmic membrane), a periplasmic space and an outer membrane. Incontrast to the transport of chemical compounds, which is preformed usually by porins localized inthe impermeable cell envelop, secretion of proteins and toxins requires specialized machineries: thesecretion systems. In Pseudomonas aeruginosa, an opportunistic pathogen, among the wide rangeof section systems, the Type II secretion system, called Xcp secreton, is a major pathway for therelease of virulence factors. This Xcp secreton is a macromolecular complex involving 12 proteinscalled XcpA0 and XcpPC to XcpZM. This machinery is organized in 3 complexes, the assemblyplatform anchored in the inner membrane (implicating XcpPC,RE,SF,YL and ZM), the pore localizedin the outer membrane and formed by multimerization of the secretin XcpQD, and the periplasmicpseudopilus involving XcpTG-XK matured by the prepilin peptidase XcpAO. The introduction of thismanuscript presents all the components of the type II secretion system and their principal functionin the secretion process. XcpTG, the major components of this system, seems to polymerize to allowtransfer of secretion products across the outer membrane by a piston-like process. The workpresented in this manuscript is underlined by the idea of improving the understanding of themecanism of the type II secretion. The results articulate around the heteronuclear NMR solutionstructure determination of the XcpTG, which represents the first structure obtained for a componentof the type II secretion system of P. aeruginosa.


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