Caractérisation de la RNase E et du dégradosome d'ARN de la bactérie marine adaptée au froid Pseudoalteromonas haloplanktis

par Soraya Ait-Bara

Thèse de doctorat en Microbiologie et génétique moléculaires

Sous la direction de Agamemnon James Carpousis.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La dégradation des ARNm est l'un des processus biologiques essentiels qui implique chez les bactéries, l'intervention d'un complexe multiprotéique appelé « dégradosome d'ARN ». Chez E. Coli, la formation de ce complexe nécessite l'endoribonucléase essentielle « RNase E », qui porte dans sa région non conservée, des îlots de 15 à 40 acides aminés appelés « microdomaines ». Ces microdomaines sont responsables des interactions entre la RNase E et trois protéines : l'hélicase à ARN RhlB, l'enzyme de la glycolyse énolase et l'exoribonucléase PNPase. Chez d'autres bactéries, plusieurs de��gradosomes d’ARN assemblés sur la RNase E ont été identifiés et ils présentent une composition protéique différente du dégradosome d'E. Coli. Il y a ainsi une plasticité des interactions RNase E-protéines qui serait due à la divergence de la séquence des microdomaines et leur évolution. Cependant, au début de ce travail de thèse, seuls les microdomaines de la RNase E d'E. Coli ont été caractérisés. Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit se sont focalisés sur la bactérie marine adaptée au froid et relativement distante d'E. Coli, Pseudoalteromonas haloplanktis, pour caractériser le dégradosome d'ARN et les microdomaines responsables des interactions RNase E-protéines. Le dégradosome d'ARN adapté au froid de P. Haloplanktis est composé de la RNase E, de l'exoribonucléase PNPase et de l'hélicase à ARN RhlB. Chez E. Coli, la RNase E de P. Haloplanktis est capable de restaurer la viabilité d'E. Coli dépourvue de RNase E sans conférer un avantage de croissance à E. Coli à basse température. De plus, la RNase E de P. Haloplanktis est capable d'interagir avec la protéine RhlB d'E. Coli. Les microdomaines d'interaction entre la RNase E et les protéines RhlB et PNPase ont été caractérisés ce qui a permis de mieux comprendre la conservation de ces deux types d'interaction retrouvés au sein du dégradosome d'ARN d'E. Coli, malgré la distance évolutive séparant P. Haloplanktis et E. Coli. L'interaction RNase E-PNPase de P. Haloplanktis implique un microdomaine de séquence non conservée en comparaison avec celui de l'interaction RNase E-PNPase d'E. Coli. Ceci suggère une conservation structurale de l'interaction RNase E-PNPase. Quant à l'interaction RNase E-RhlB, le microdomaine d'interaction présente des acides aminés conservés et similaires au microdomaine d'interaction RNase E-RhlB d'E. Coli. L'analyse de ces microdomaines est élargie de manière in silico à d'autres RNase E des gamma-protéobactéries pour avoir une vue d'ensemble de leur distribution. Enfin, une étude phylogénétique de la protéine RhlB a été initiée dans le but de voir une corrélation potentielle entre la présence du microdomaine de fixation de RhlB et la présence de RhlB chez les gamma-protéobactéries

  • Titre traduit

    Characterization of the RNase E and the RNA degradosome of the gammaproteobacterium pseudoalteromonas haloplanktis


  • Résumé

    RNA degradation is an essential biological process which implies in bacteria a multienzyme complex called RNA « degradosome ». In E. Coli, this complex contains the RNase E, the DEAD-box RNA helicase RhlB, the glycolytic enzyme enolase and the exoribonuclease PNPase. The C-terminal natively unstructured region of the RNase E serves as the scaffold for binding other components of the RNA degradosome. In this region, microdomains from 15 to 40 amino acids are necessary for protein-protein interactions with other components of the RNA degradosome. In other bacteria, several RNase E-based complexes have been identified but the composition of the associated proteins is variable. Thus, there is a plasticity of the RNase E-protein interactions that would be due to the sequence divergence of the microdomains and their evolution. However, at the beginning of this work, only the microdomains of the RNase E of E. Coli have been characterized. In this work, the RNA degradosome of the marine bacterium Pseudoalteromonas haloplanktis distantly related to E. Coli, has been characterized. The RNase E of P. Haloplanktis associates with RhlB and PNPase but not enolase. In E. Coli, the RNase E of P. Haloplanktis can restore the viability of E. Coli lacking RNase E without conferring a growth advantage to E. Coli at low temperature. In addition, the RNase E of P. Haloplanktis can make a heterologous interaction only with RhlB of E. Coli. Microdomains corresponding to the RNase E binding sites for RhlB and PNPase were mapped. The sequence of the RhlB binding site of the RNase E of P. Haloplanktis is related to the sequence of the RhlB binding site of the RNase E of E. Coli. For the PNPase binding site of the RNase E of P. Haloplanktis, the sequence is not conserved compared to the PNPase binding site of the RNase E of E. Coli. The characterization of these two microdomains in the RNase E of P. Haloplankits shows the conservation of these interactions found in the RNA degradosome of E. Coli over a large evolutionary distance separating P. Haloplanktis and E. Coli. This suggests that the structural motif of these interactions is conserved. The analysis of these microdomains is expanded in silico to others RNase E of the gamma-proteobacteria, to have an overview of their distribution. A phylogenetic study of the protein RhlB was initiated to see a potential correlation between the presence of microdomain binding site of RhlB and the presence of RhlB in gamma-proteobacteria

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [153-163]

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0291
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