Investigating the structure, function and regulation of Ruminococcus gnavus E1 [alpha]-galactosidases

• Auteur / Autrice : Marine Cervera -Tison
• Direction : Thierry Giardina, Nathalie Juge
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nutrition et Sécurité alimentaire
• Date : Soutenance le 22/11/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Fons
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Birte Svensson, Évelyne Forano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Enzymes -- Métabolisme

Enzymes -- Régulation

Firmicutes

Mots clés libres

[alpha]-galactosidase

Ruminococcus gnavus E1

Caractérisation

Transglycosylation

Régulation

Métabolisme

[alpha]-galactosidase

Ruminococcus gnavus E1

Characterisation

Transglycosylation

Regulation

Metabolism

Résumé

Ruminococcus gnavus E1 appartient au groupe des Firmicutes, l’un des deux groupes dominants du microbiote intestinal humain. Les a-galactosidases sont des glycosides hydrolase (GH) actives sur des substrats contenant des galactoses liés en a. Elles sont très largement distribuées dans tous les domaines du vivant, bactéries, champignons, plantes et animaux, mais sont absentes du tractus digestif humain. Ces travaux portent sur les caractéristiques enzymatiques et la régulation de l’expression de deux -galactosidase, Aga1 et Aga2, de R. gnavus E1. L’analyse bioinformatique de leur environnement génétique respectif indique une organisation simple pour Aga1 tandis qu’Aga2 est organisée en opéron. Elles ont été exprimées en système hétérologue chez E. coli, purifiées et leurs propriétés biochimiques ainsi que leurs spécificités de substrat ont été analysées. Le profil de croissance de la souche indique une préférence pour des substrats complexes (raffinose et mélbiose) faisant intervenir les a-galactosidase pour leurs utilisations ainsi que leur assimilation.

Ruminococcus gnavus E1 belongs to the Firmicutes, one of the two dominant groups in the human gut microbiota. a-galactosidases are glycoside hydrolases (GH) active on a-galactoside containing substrates. They are widely distributed through all the domains of life: bacteria, fungi, plants, and animals, but are absent from the human gastro-intestinal tract.Here we report the enzymatic characteristics and regulation of expression for two GH36 -galactosidases, Aga1 and Aga2, from R. gnavus E1. Bioinformatics analysis of their respective genetic environment showed a different organisation, Aga1 having a simple organisation while Aga2 is organised as part of an operon. They were heterologously expressed in Escherichia coli, purified to homogeneity and their biochemical properties and substrate preferences comparatively analysed. The growth pattern of the strain in minimum media demonstrates a preference for complex substrates (melibiose and raffinose) that require the expression of the a-galactosidases for their utilisation and assimilation