Mécanismes moléculaires impliqués dans l'import du fer par la pyoverdine chez Pseudomonas aeruginosa

Molecular mechanism involved in iron acquisition by pyoverdin in Pseudomonas aeruginosa

• Auteur / Autrice : Anne Bonneau
• Direction : Isabelle Schalk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 23/09/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biotechnologie et signalisation cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Myriam Seemann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Seemann, Martin Picard, Pascal Arnoux, Sophie Bleves
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martin Picard, Pascal Arnoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines membranaires

Transport biologique

Fer dans l'organisme

Sidérophores

Pseudomonas aeruginosa

Mots clés libres

Pseudomonas aeruginosa

Fer

Sidérophores

Pyoverdine

Pseudomonas aeruginosa

Iron

Siderophores

Pyoverdine

Résumé

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste provoquant des infections chez des patients dont le système immunitaire est affaibli. Cette bactérie, comme tous les organismes vivants, a besoin de fer pour croître. Paradoxalement, ce nutriment essentiel est peu biodisponible car peu soluble. Pour acquérir le fer, P. aeruginosa synthétise et sécrète entre autres le sidérophore pyoverdine (Pvd). La voie d’import du fer par la Pvd fait intervenir plusieurs acteurs : d’abord les transporteurs de membrane externe, FpvA et FpvB, qui permettent l’import du complexe Pvd-Fer à travers la membrane externe. Arrivé dans le périplasme, le complexe Pvd-Fe interagit avec deux protéines périplasmiques FpvC et FpvF pour former le complexe FpvC-FpvF-Pvd-Fe. Au sein de ce complexe, le fer est réduit par FpvG, une protéine de membrane interne. Cette réduction entraine la dissociation du métal du sidérophore, et une chélation du fer ferreux par FpvC qui le transporte jusqu’à FpvDE, un transporteur ABC, pour la translocation au travers de la membrane interne vers le cytoplasme. La Pvd reste liée à FpvF, qui serait responsable de l’acheminement de la Pvd jusqu’à une pompe d’efflux PvdRTOpmQ pour son recyclage dans le milieu extérieur. Le gène codant pour la protéine FpvG se trouve organisé en opéron avec 3 autres gènes fpvH, fpvJ et fpvK, dont les protéines codées sont de fonctions inconnues, mais essentielles à l’activité́ de FpvG et au mécanisme de dissociation du fer de la Pvd. Différentes approches ont été développés au cours de cette thèse afin d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués l’import du fer par la Pvd. Dans un premier temps, nous avons étudié le réseau d’interactions des protéines impliquées dans la dissociation du complexe Pvd-Fer ainsi que le mécanisme de dissociation du fer de la Pvd. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la sécrétion de la Pvd et avons tenté d’identifier un second transporteur.

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen causing severe infections in immuno- compromised and cystic fibrosis patients. Pyoverdine (Pvd) is the main siderophore secreted by P. aeruginosa to get access to iron, an essential nutrient. Pvd acts as an iron chelator and is also a signal molecule involved in the expression of other virulence factors. Pvd is secreted in the extracellular medium and is then taken back to the cell via a mechanism that involved numerous proteins. In this work, we focused on the interaction network between the proteins involved in iron release from Pvd. We also studied the dissociation mechanism of iron from Pvd. Then, we tried to identify the secretion system involved in Pvd secretion.