Mahmoud Hajj-Chehade
Élucidation du rôle de nouveaux acteurs de la biosynthèse de Q8 chez E. coli et caractérisation du complexe protéique de la biosynthèse de Q8
Publié le 26 octobre 2015
Corps de texte 1
Thèse soutenue le 26 octobre 2015 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes - Spécialité : Chimie-Biologie
Résumé :
Le coenzyme Q est une molécule lipophile rédox rencontrée chez les eucaryotes et chez la plupart des procaryotes. La structure de Q correspond à une benzoquinone substituée par une chaîne polyisoprényle dont la longueur varie selon les organismes. Q joue le rôle de transporteur d’électrons dans les chaînes respiratoires d’où provient la plupart de l’énergie de la cellule. La biosynthèse de Q chez la bactérie
Escherichia coli comporte huit étapes et implique au moins neuf protéines (UbiA-UbiH et UbiX). Trois réactions d’hydroxylation sont nécessaires pour la biosynthèse de Q8 en conditions aérobies. Alors que les protéines UbiH et UbiF présentent des homologies de séquence avec des monooxygénases à flavine connues pour catalyser des réactions d’hydroxylation, UbiB qui a été proposée comme étant la troisième hydroxylase, présente uniquement une homologie de séquence avec des kinases.
Nous rapportons dans ce travail que la protéine VisC, renommée UbiI, catalyse la réaction d’hydroxylation auparavant attribuée à UbiB. Nous avons également identifié deux nouvelles protéines (YigP et YqiC, renommées respectivement UbiJ et UbiK) importantes pour le métabolisme de Q chez
Escherichia coli puisque leur mutation diminue fortement le contenu en Q des souches mutantes. Ces protéines interagissent avec la plupart des protéines connues pour participer à la biosynthèse de Q ce qui implique l’existence d’un complexe de biosynthèse de Q. En utilisant des approches biochimiques et protéomiques, nous avons pu mettre en évidence un complexe impliquant plusieurs protéines Ubi et notamment UbiJ et UbiK. Ces deux protéines semblent avoir un rôle dans l’assemblage et/ou la stabilisation de ce complexe multiprotéique. Enfin, nous nous sommes intéressés à la biosynthèse de Q dans des conditions de cultures anaérobies. Nos résultats montrent l’existence « d’hydroxylases anaérobies », inconnues à ce jour, qui remplaçent les hydroxylases aérobies UbiH, UbiI et UbiF. Grâce à une approche phylogénétique, nous identifions un gène important pour la biosynthèse de Q uniquement en conditions anaérobies suggérant une réorganisation de la biosynthèse de Q entre ces deux environnements fréquemment rencontrés par
E. coli.
L’ensemble de nos résultats a permis d’améliorer notre connaissance de la voie de biosynthèse procaryote de Q grâce à la découverte de nouveaux gènes impliqués dans ce processus et grâce à l’identification de la fonction moléculaire de certaines protéines.
Jury :
Président : Pr François Boucher
Rapporteur : Dr Barbara Schoepp-Cothenet
Rapporteur : Dr Jean-Jacques Lacapere
Examinateur : Dr Marianne Guiral
Examinateur : Dr Jacques Bourguignon
Directeur de thèse : Dr Fabien Pierrel
Mots-clés :
Complexe protéique, hydroxylase, coenzyme Q.
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