Identification of the targets of prkc/prpc couple and analysis of the role of the gtpase, cpga, in bacillus subtilis

Identification des cibles du couple Prkc/Prpc et analyse du rôle de la GTPase associée CPGA chez Bacillus subtilis

• Auteur / Autrice : Cédric Absalon
• Direction : Simone Laurent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Microbiologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress

GTPases

Bacillus subtilis

Mots clés libres

Voie de signalisation

Morphologie et paroi cellulaire

Phosphoprotéome

Résumé

Mes études ont concerné un système de signalisation de fonction inconnue, composé d’une kinase senseur de type eucaryote, d’une phosphatase et d’une GTPase, codées par un groupe de gènes, conservé chez un grand nombre de bactéries à Gram +. Nous avons fait l’hypothèse que PrkC, PrpC et CpgA constitue une voie unique de signalisation liée à la biogénèse de la paroi cellulaire – présence d’un domaine externe PASTA dans PrkC. Ceci s’appuie sur l’implication de CpgA dans la production de peptidoglycane (PG). Ainsi, les cellules déplétées pour CpgA présentent des formes anormales, un dépôt non uniforme de la paroi et l’accumulation de précurseurs tardifs du PG. Une part majeure de mes travaux a porté sur l’identification des cibles de PrkC et PrpC. Tout d’abord, j’ai démontré que CpgA est un substrat de PrkC et de PrpC in vitro, apportant ainsi un argument solide à la relation fonctionnelle des trois protéines. La structure cristalline de CpgA suggérait fortement son rôle comme facteur de traduction. Nous avons donc proposé que CpgA contrôle la synthèse de protéines, capable de coordoner l’expansion de la couche de PG à la synthèse des protéines. Cette hypothèse s’appuie sur ma démonstration que EF-Tu est aussi une cible de PrkC et PrpC. Enfin, j’ai pu identifier une troisième cible de PrkC/PrpC, in vitro et in vivo, YezB, une protéine de fonction inconnue. YezB est un composant du stressosome, connu pour transduire les signaux qui émanent de stress environnementaux, impliqué dans la réponse au stress général, en activant le régulon dépendant de sigma B. La fonction de YezB pourrait être de transduire l’expansion inappropriée du peptidoglycane ou son endommagement, via la phosphorylation par PrkC.

My studies have concerned a signalling system of unknown function composed of a eukaryote-like sensor kinase, a phosphatase and a GTPase, encoded by a gene cluster, conserved in many Gram positive bacteria. We hypothesised that PrkC PrpC and CpgA constitute a single signalling pathway concerned cell wall biogenesis – the external PASTA domain of PrkC binds penicillin or peptidoglycan (PG). This was supported by my demonstration that CpgA is implicated in the biogenesis of PG. Thus, cells depleted for CpgA displayed bizarre shapes, non-uniform deposition of the cell wall and accumulation of late PG precursors. A major part of my work also involved identification of targets of PrkC and PrpC. First, the co-ordinated function of the 3 proteins was supported by demonstrating that CpgA is a substrate for PrkC and PrpC in vitro. The crystal structure of CpgA previously indicated a role as a translation factor. Thus we proposed that CpgA controls the synthesis of proteins, including morphogenic factors, or factors coupling the expansion of the PG layer with protein synthesis. This hypothesis is supported by my demonstration that EF-Tu is also a target for PrkC and PrpC. The third target of PrkC/PrpC identified was YezB, a protein of unknown function. YezB is apparently a component of the stressosome that is known to transduce signals, emanating from environmental stress or energy limitation, to activate the sigma B dependent general stress regulon. YezB could conceivably function as a transducer of inappropriate expansion of or damage to the peptidoglycan, via phosphorylation by PrkC.