The viral protein Rki : an atypical cochaperone partner of Hsp70

par Elsa Perrody

Thèse de doctorat en Microbiologie et génétique moléculaire

Sous la direction de Pierre Genevaux.

Soutenue en 2012

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    La protéine virale Rki : un partenaire atypique du chaperon Hsp70


  • Résumé

    Les chaperons moléculaires de la famille Hsp70 sont des protéines ubiquitaires qui interviennent dans de nombreux processus cellulaires liés au repliement des protéines. Les fonctions d'Hsp70 sont indissociables de la présence des cochaperons JDP (J-domain protein). Ces protéines, grâce à leur J-domaine caractéristique, stimulent l'activité ATPasique de Hsp70, facilitent leur prise en charge des substrats et leur confèrent leur localisation cellulaire. L'analyse de la séquence du génome de l'entérobactriophage RB43, membre de la famille du bacteriophage T4, a révélé la présence d'un gène codant une JDP putative (l'orfan 057w). Dans ce travail, nous avons montré que le J-domaine de cette JDP, nommée Rki, est fonctionnel in vivo et que Rki interagit spécifiquement avec le chaperon multifonctionnel Hsp70/DnaK de l'hôte Escherichia coli. Cependant, à la différence des trois cochaperons JDP de DnaK présents chez E. Coli, la protéine Rki ne fonctionne pas comme un cochaperon de type général de DnaK in vivo et in vitro. Au contraire, l'expression de Rki est fortement toxique dans une souche sauvage d'E. Coli. De façon remarquable, cette toxicité est totalement abolie en l'absence de DnaK endogène ou quand le J-domaine de Rki est inactivé. D'autres expériences in vivo ont ensuite révélé que Rki est exprimée précocement durant l'infection par RB43 et que la délétion du gène rki diminue significativement la prolifération du bactériophage. De plus, nous avons trouvé que des mutations dans le gène dnaK de l'hôte suppriment efficacement le phénotype de retard de croissance du phage muté pour le gène rki, indiquant que Rki interfère spécifiquement avec les fonctions cellulaires de DnaK. Enfin, nous avons montré que l'interaction de Rki avec le chaperon DnaK de l'hôte stabilise rapidement le facteur s32 de réponse au choc thermique, qui est normalement adressé à la dégradation par DnaK.


  • Résumé

    The highly conserved molecular chaperone Hsp70 is involved in a plethora of cellular processes associated with protein folding. To function as a molecular chaperone, Hsp70 requires the presence of its obligate J-domain cochaperone partners (JDP). These proteins, thanks to their J-domain signature, stimulate Hsp70's ATPase activity, facilitate substrate delivery and confer specific cellular localization to Hsp70. Genome analysis of the T4-like enterobacteriophage RB43, revealed a gene encoding a putative JDP (orfan 057w). In this work, we first show that the J-domain of this JDP, named Rki, is functional in vivo. Moreover, we show that Rki specifically interacts with the E. Coli host multifunctional Hsp70/DnaK chaperone. However, in sharp contrast with the three known host JDP cochaperones of DnaK encoded by E. Coli, Rki full-length does not act as a generic cochaperone in vivo or in vitro. Expression of Rki alone is highly toxic for wild-type E. Coli, but toxicity is abolished in the absence of endogenous DnaK or when the conserved J-domain of Rki is mutated. Further in vivo analyses revealed that Rki is expressed early after infection by RB43 and that deletion of the rki gene significantly impairs RB43 proliferation. Furthermore, we show that mutations in the host dnaK gene efficiently suppress the growth phenotype of the RB43 rki deletion mutant, thus indicating that Rki specifically interferes with DnaK cellular function. Finally, we show that the interaction of Rki with the host DnaK chaperone rapidly results in the stabilization of the heat-shock factor s32, which is normally targeted for degradation by DnaK.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 139-155

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 TOU3 0238
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