Thèse soutenue

Etudes structurales et fonctionnelles de sécrétion de cellulose bactérienne
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Wiem Abidi
Direction : Petya Violinova Krasteva
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biochimie et biologie structurale
Date : Soutenance le 02/12/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
référent : Faculté de pharmacie
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Santé et médicament (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Nicolas Bayan
Examinateurs / Examinatrices : Eric Cascales, Andréa Dessen, Rémi Fronzes, Esther Marza, Alain Filloux
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Cascales, Andréa Dessen

Mots clés

FR  |  
EN

Mots clés contrôlés

Résumé

FR  |  
EN

La cellulose, le composé le plus abondant sur la planète Terre, est un composant important des parois cellulaires des plantes. La biogenèse de la cellulose, cependant, n'est pas limitée aux règnes supérieurs, car les bactéries sécrètent également de la cellulose en tant que composant extracellulaire de leur matrice de biofilm. Alors que la découverte de la cellulose bactérienne remonte au 19ème siècle, ce n'est qu'un siècle plus tard qu'une succession de travaux structuraux a fourni des détails sur la glucosyltransférase BcsA (Bacterial cellulose synthesis A) largement conservée et activée par le second messager intracellulaire c-di-GMP (di-guanosine monophosphate cyclique). La sous-unité catalytique BcsA avec son partenaire BcsB, permet la polymérisation et le passage du polysaccharide à travers la membrane interne des bactéries. Néanmoins, d’autres sous-unités accessoires contribuent ou sont essentielles à l'assemblage et à la stabilité du complexe, ainsi qu'aux modifications post-synthétiques et à la sécrétion de la cellulose naissante à travers l'enveloppe cellulaire bactérienne complexe. La machinerie de sécrétion de cellulose d'E. coli (Escherichia coli) par exemple, est caractérisée par neuf sous-unités (BcsRQABZCEFG) qui s'étendent du cytosol à l'espace extracellulaire. Une étude récente a révélé que la plupart des sous-unités Bcs chez E. coli interagissent pour former une nanomachine sécrétoire. Cependant, sa reconstruction initiale à basse résolution n'a pas permis de distinguer les sous-unités régulatrices ni leurs mécanismes fonctionnels exacts. Dans ce contexte, j'ai étudié le système Bcs de type E. coli, structurellement et biochimiquement. J'ai montré que les sous-unités cytoplasmiques BcsR, BcsQ et BcsE interagissent pour former des sous-complexes régulateurs. J'ai également fourni plusieurs structures cristallographiques de ces sous-complexes régulateurs, qui ont révélé une stoechiométrie inattendue de ces sous unités, une interaction à différents motifs du c-di-GMP et une régulation dépendante de l'ATP (adénosine triphosphate). Pour obtenir plus de détails mécanistiques du macrocomplexe dans son intégralité, j'ai eu recours à la cryo-EM (cryo-microscopie électronique) par la technique dite de « particules isolées ». L'étude structurale du macrocomplexe a révélé un macrocomplexe asymétrique d'environ 1 MDa (Megadalton). Je montre en outre que l'asymétrie du macrocomplexe Bcs est due à l'auto-oligomérisation de BcsB par complémentation des feuillets ß dans le périplasme. Ces découvertes permettent de placer les pièces clés de l'assemblage et du fonctionnement du système de sécrétion de cellulose dans un plus large contexte de signalisation bactérienne et de formation de biofilm.