Structural studies of type IX and type II secretion systems

par Thi Trang Nhung Trinh

Thèse de doctorat en Biochimie structurale

Sous la direction de Alain Roussel et de Christian Cambillau.

Le président du jury était Hervé Darbon.

Le jury était composé de Nathalie Colloc'h.

Les rapporteurs étaient Andréa Dessen, Herman Van Tilbeurgh.

  • Titre traduit

    Etudes structurales des systèmes de sécrétion de type IX et de type II


  • Résumé

    Les protéines synthétisées et sécrétées par les bactéries jouent des rôles importants pour leur survie. Les bactéries à Gram négatif ont développé des voies de sécrétion en tant qu'armes principales pour transporter des facteurs de virulence dans l'environnement extracellulaire ou dans des cellules hôte. L'un de ces systèmes, le T9SS a été principalement étudié chez l'agent pathogène oral Porphyromonas gingivalis et chez la bactérie mobile Flavobacterium johnsoniae. Un autre complexe, le T2SS est le principal déterminant de la virulence de la bactérie Pseudomonas aeruginosa, un agent pathogène de la fibrose kystique. Dans le cadre de ma thèse, j'ai résolu la structure atomique de plusieurs composants centraux du T9SS et du T2SS. Concernant le projet T9SS, j'ai essayé de cristalliser le domaine cytoplasmique de GldL de F. johnsoniae. La co-cristallisation de GldL avec des Nbs a été réalisée sans succès. Néanmoins, les structures cristallines de deux nanobody contre GldL ont été résolues par remplacement moléculaire. De plus, j'ai également travaillé sur la protéine PG1058 de P. gingivalis. J'ai résolu sa structure par diffraction anomale à la longueur d’onde du selenium. Concernant le projet T2SS, je me suis concentré sur la partie N-terminale de XcpQ, une sous-unité de la sécrétine. J'ai résolu la structure cristalline de XcpQN012 seul et en complexe avec le nanobody vhh04 à une résolution de 2,98 Å et de 2,9 Å, respectivement. Enfin, j'ai participé à la détermination structurale de TssK, un composant de plaque de base du système de T6SS et déterminer la structure cristalline d'un nanobody contre le domaine périplasmique de PorM.


  • Résumé

    Proteins synthesized and secreted by bacteria serve many important roles in their survival. In particular, Gram-negative bacteria have evolved secretion pathways as the main weapons for transporting virulence factors into target cells or into the extracellular environment. One of these systems, the type IX secretion system (T9SS) or the Por secretion system, has been studied mainly in the oral pathogen Porphyromonas gingivalis and the gliding bacterium Flavobacterium johnsoniae. Another complex, the type II secretion system (T2SS) is the main determinant of the virulence of Pseudomonas aeruginosa, a cystic fibrosis pathogen. In my PhD thesis, I solved the atomic structure of several core components of both T9SS and T2SS.For the T9SS project, I tried to crystallize the cytoplasmic domain of GldL from F. johnsoniae. The co-crystallization of GldL with Nbs was unsuccessfull. The crystal structures of two nanobodies against GldL were solved by molecular replacement. I also worked on the PG1058 protein of P. gingivalis. I obtained crystals of the selenomethionine-derivatized PG1058 OmpA_C-like domain that diffracted up to 1.55 Å, and solved its structure by single-wavelength anomalous diffraction. For the T2SS project, I focused on the N-terminal part of XcpQ, a subunit of the secretin. I solved the crystal structure of XcpQN012 alone and in complex with nanobody vhh04 at a resolution of 2.98 Å and 2.9 Å, respectively. In addition, I also took part in the structural determination of the base plate component TssK of the T6SS and determined the crystal structure of one nanobody (vhh19) against the periplasmic domain of PorM.

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