Role des protéines YbbN, YhbO et YajL dans la protection d'Escherichia coli contre les stress environnementaux

par Fatoum Kthiri

Thèse de doctorat en Structure, fonction et ingéniérie des protéines

Sous la direction de Gilbert Richarme et de Ahmed Landoulsi.

Soutenue en 2010

à Paris 7 en cotutelle avec Faculté des sciences de Bizerte , en partenariat avec Faculté des Sciences de Bizerte (Tunisie) (autre partenaire) .


  • Résumé

    De nombreuses maladies sont dues à des défauts de repliement ou de solubilité des protéines. Les plus connues sont les maladies d'Alzheimer, de Parkinson, de Huntington et les maladies à prions. La base de ces maladies est liée à la formation d'agrégats toxiques de protéines et à l'incapacité des cellules à dégrader ces agrégats. Le modèle procaryote (Escherichia colî) que nous utilisons est assez proche des modèles eucaryotes du fait du caractère ubiquitaire des problèmes d'agrégation des protéines et de la grande similitude des protéines qui permettent de les traiter. Dans cette étude, nous avons caractérisé la protéine YbbN qui présente une forte homologie de séquence en son extrémité N-terminale avec les thiorédoxines classiques. Nous avons montré que le mutant ybbN présente une sensibilité accrue au stress thermique mais pas au stress oxydant, un état redox normal de ses protéines mais une diminution de l'expression de plusieurs protéines cytoplasmiques et de plusieurs enzymes du cycle de Krebs. Ce qui suggère que les propriétés chaperons d'YbbN sont plus importantes in vivo que ses propriétés redox. YbbN interagit, aussi, spécifiquement avec DnaK et GroEL. YhbO et YajL présentent une forte homologie de séquence et de structure avec la protéine DJ-1 dont la déficience entraîne un stress oxydant et la maladie de Parkinson. La disruption du gène yhbO sensibilise les bactéries à de nombreux stress (thermique, oxydant, pH, UV, osmotique), ce qui suggère qu'YhbO protège les cellules contre une multitude de stress environnementaux. Le mutant yajL présente une forte agrégation et oxydation des protéines ribosomales, de la flagelline, de l'ATP synthase et de deux protéines de membrane externe OmpA et PAL. Ces protéines appartiennent toutes à des complexes multi-protéiques suggérant qu'YajL pourrait être impliquée dans l'expression optimale de ces complexes, en particulier lors d'un stress oxydant. De plus, Le mutant yajL présente un défaut de fidélité de traduction détecté par des rapporteurs LacZ.

  • Titre traduit

    Role of YbbN, YhbO and YajL proteins in Escherichia coli protection against environmental stresses


  • Résumé

    Many diseases are caused by defects in folding or solubility of proteins. The most famous are Alzheimer's, Parkinson's, Huntington's and prion diseases. The basis of these diseases is related to the formation of toxic protein aggregates and the inability of cells to degrade these aggregates. The prokaryotic model that we use, Escherichia coli, is useful because of eukaryotic ubiquitous nature of protein aggregation's problem and the great similarity between proteins involved in the process. We have cloned and characterized YbbN, which presents a strong homology in its N-terminal part with thioredoxins. In this study, we show that an ybbN-deficient strain displays an increased sensitivity to thermal stress but not to oxidative stress, a normal redox state of its cellular proteins but a decreased expression of several cytoplasmic proteins and several Krebs cycle enzymes, suggesting that the chaperone properties of YbbN are more important in vivo than its redox properties. YbbN specifically interacts with DnaK and GroEL, major cellular chaperones. YhbO and YajL share a high similarity of sequence and structure with DJ-1, protein whose deficiency causes oxidative stress and Parkinson's disease. A yhbO-disrupted mutant of Escherichia coli is highly sensitive to oxidative, thermal, UV, and pH stresses. These results suggest that YhbO affects a central process in stress management. The yajL mutant of Escherichia coli displays a strong protein aggregation phenotype, which is increased by oxidative stress, suggesting that YajL plays an important role in the protection of prokaryotic cells against oxidative stress. Aggregation prone proteins included 17 ribosomal proteins, the ATP synthase (3-subunit, flagellin, and the outer membrane proteins OmpA and PAL. AU of them are part of multiprotein complexes, suggesting that YajL might be involved in optimal expression of these complexes, especially during oxidative stress. In addition, the yajL mutant displayed translational defects detected by LacZ reporters.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([171] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. p. 122-138

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2010) 155
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 7867
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