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Marila Alfano

Étude de la biosynthèse de la monoxyde de carbone déshydrogénase, une enzyme-clé de la réaction du gaz à l'eau

Publié le 17 octobre 2019

Thèse soutenue le 17 octobre 2019 pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Chimie inorganique et Bio inorganique

Résumé :
La CO déshydrogénase (CODH) est une enzyme clé de la réaction du gaz de l'eau (WGSR) chez les carboxydotrophes hydrogénogènes tels que Rhodospirillum rubrum, capable d'utiliser le CO comme source de carbone et d'énergie. Une caractéristique remarquable de la CODH est la présence d'un site actif unique, le C-cluster composé d'un centre [NiFe4S4], dont la biogenèse reste à élucider. L'insertion du nickel est essentielle pour l'activation de cette enzyme et nécessite l'intervention des protéines accessoires CooC, CooJ et CooT, capables de transférer le nickel à la CODH. Au cours de ces travaux, les résultats obtenus sur la caractérisation de CooT et CooJ sont décrits. Dans la famille CooT, deux CooT ont été étudiées : RrCooT et ChCooT. Concernant RrCooT, la particularité de son site à nickel a été identifiée. Le Ni(II) est coordonné par des ligands bis-amidate/bis-thiolate uniquement fourni par les deux Cys2 exposés aux solvants, sans précédent en biologie. La structure cristallographique de ChCooT, ainsi que sa caractérisation biophysique, ont révélé l'identification d'un motif de liaison au nickel "Cys2-His55", mettant en évidence l'existence de deux modes de fixation du métal distincts dans la même famille de protéines. RrCooJ est une protéine riche en histidine : la caractérisation structurale d'une version tronquée dépourvue de la queue Histidine a permis d'identifier la présence de deux sites de fixation de nickel : un "site à haute affinité" dans la partie N-terminale et un second dans la région riche en histidine, suggérant une double fonction pour cette protéine à la fois pour le stockage de nickel et pour la maturation de la CODH. De plus, RrCooJ subit un processus d'oligomérisation dynamique et réversible induit par l’exposition au nickel. Dans l'ensemble, ces résultats permettent de progresser dans la compréhension de la voie de maturation de la CODH.

Jury :
Présidente : Carole Duboc
Rapporteure : Christelle Hureau
Rapporteure : Deborah Zamble
Examinatrice : Anne Volbeda
Examinateur : Laurent Terradot
Directrice de thèse : Christine Cavazza

Mots clés :
enzyme, déshydrogénase, monoxyde

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