Etude cristallographique des protéines NikA et NikR impliquées dans la transport du nickel chez Escherichia coli : quand la structure de NikA met en évidence l'existence possible d'un nouveau métallophore

par Mickaël Victor Cherrier

Thèse de doctorat en Cristollagraphie et RMN biologies

Sous la direction de Juan-Carlos Fontecilla-Camps.

Soutenue en 2006

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    Le nickel est un cofacteur essentiel à l'activité de certaines protéines bactériennes, mais il est également toxique à forte concentration. De ce fait, il est indispensable aux bactéries de posséder un système d'import du Ni2+ spécifique et hautement régulé. Dans le cas d'Escherichia coli, il s'agit d'un système ABC composé des cinq protéines de l'opéron nikabcde : NikA, une protéine périplasmique, NikB et NikC, deux protéines formant un pore à travers la membrane interne, et les protéines NikD et NikE, deux protéines cytoplasmiques hydrolysant l'ATP. La régulation de l'expression de cet opéron est assurée par FNR, l'activateur, et de NikR, le répresseur. Dans un premier temps, nous avons travaillé sur une structure de la protéine NikA, résolue à partir de cristaux appartenant au système orthorhombique. Elle nous a permis de montrer que NikA ne fixait pas le nickel sous une forme pentahydratée comme cela était décrit dans la littérature, mais sous la forme d'un complexe FeEDTA(H2O)-, ce qui suggère que le nickel ne se fixe pas directement à la protéine, mais par l'intermédiaire d'un métallophore de structure proche de celle de l'EDTA. En remplaçant l'étape d'extraction périplasmique à l'EDTA par une étape utilisant le chloroforme, nous avons résolu, une seconde structure de NikA à partir de cristaux appartenant au système cristallin hexagonal. Dans ce cas, on observe, dans le site de fixation de la protéine, un nickel en complexe avec une molécule similaire à l'EDTA, laquelle a de fortes chances d'être le métallophore physiologique, que nous avons tenté de caractériser. Nous abordons aussi des études cristallographiques préliminaires concernant NikR.

  • Titre traduit

    Crystallographic study of the proteins NikA and NikR implied in the nickel transport in Escherichia coli : when the NikA structure hints at a possible new metallophore


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Nickel is an essential cofactor for several proteins found in bacteria, but it is also toxic at high concentrations. Consequently, microorganisms need a highly regulated and specific import system of Ni2+. In Escherichia coli, this system is composed of five proteins encoded by the nikabcde operon (which is an ATP Binding Casette): NikA, a periplamic protein, NikB and NikC, two transmembrane proteins which create a pore in the inner membrane, and the cytoplasmic proteins NikD and NikE, which hydrolyse ATP and provide the energy for the transport process. FNR (Fumarate Nitrate Regulator) is the activator, and NikR the repressor of the transcription of the nik operon. We solved the NikA protein structure by molecular replacement and found that contrary to what was reported in a previous crystallographic analysis, the protein doesn't bind a pentahydrate nickel, but an FeEDTA(H2O)- complex. The EDTA, that is not a natural molecule, was introduced during the periplasmic extraction. These results suggest that NikA does not fix nickel directly, but it does it through a natural metallophore. Indeed, when we changed the periplasmic extraction with EDTA to a protocol using chloroform, we obtained a new structure where the nickel in complexed to a molecule similar to EDTA. Since this seems to be the physiological metallophore we have tried to characterise it using a variety of techniques. We also report a preliminary crystallographic analysis of NikR

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Informations

  • Détails : 1 vol. (287 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 259-276

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
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  • Cote : TS06/GRE1/0040
  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0040/D

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  • Cote : 2006GRE10040
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