Contribution à l'étude de la régulation de la synthèse et de la dégradation des phycobiliprotéines chez une Cyanobactérie synechocystis 6803

Contribution to the study of the regulation of the synthesis and degradation of phycobiliproteins in the cyanobacterium synechocystis 6803

• Auteur / Autrice : Khalil Elmorjani
• Direction : Directeur de thèse inconnu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 1986
• 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

GMP cyclique

AMP cyclique

Cyanobactéries

Mots clés libres

Phycobiliprotéines

Effet glucose

Phycocyaninase

Phycobilisome

Synechocystis

PpGpp et pppGpp

Résumé

Dans le but d'étudier au niveau moléculaire la régulation de la synthèse et de la dégradation des phycobiliprotéines, nous avons mis au point chez une Cyanobactérie unicellulaire, Synechocystis 6803, une méthode efficace d'enrichissement en mutants touchés à différents niveaux de leur métabolisme photoautotrophique. A l'aide de mutants de pigmentation, isolés par cette méthode, dont certains sont complètement dépourvus de phycocyanine (phycobiliprotéine majeure), nous avons déterminé la composition polypeptidique des phycobilisomes de la souche sauvage et établi un modèle structural de ce complexe. Par ailleurs, nous avons montré que Synechocystis 6803, comme toutes les Cyanobactéries, utilise les phycobiliprotéines comme réserve d'acides aminés en cas de carence d'azote. La phycocyaninase, enzyme responsable de la protéolyse contrôlée permettant cette utilisation, induite dans ces conditions, est inhibée en présence de glucose, substrat métabolisable par cette souche. Cette ''répression catabolique'' apparente n'est sous le contrôle ni d'AMP cyclique ni de ppGpp ou pppGpp. En outre, Synechocystis 6803 ne dispose pas d'une protéine CAP immunologiquement analogue à celle d’E. Coli. En revanche cette souche synthétise du GMP cyclique dont la concentration intracellulaire varie suivant les conditions de croissance des cellules. En particulier, elle augmente instantanément parallèlement à l'induction de l'activité protéolytique. L'arrêt de celle-ci, suite à l'effet glucose, est accompagné de la chute du niveau intracellulaire de GMP cyclique. La Obture de cet ''effet glucose'' et le rôle éventuel de ce nucléotide cyclique dans cette régulation sont discutés.

In order to study the regulation of the synthesis and degradation of phycobiliproteins, we developed an effective method for isolating pigment mutants of Synechocystis 6803, selectable due to their partial deficiency in photoautotrophic metabolism. By comparison of wild type and mutant cells of which some completely lacked the major pigment, phycocyanin, the protein composition of the phycobilisomes was examined and a structural model was established. Nitrogen starvation results in the synthesis of phycocyaninase, an inducible protease which specifically degrades phycocyanin in Synechocystis 6803 as in other cyanobacteria. It was shown that phycocyaninase activity is inhibited in the presence of glucose, a utilisable carbon source. Although this inhibition appears to resemble catabolite repression, it is mediated neither by cyclic AMP nor by the tetra - and penta - phosphates of guanosine, and immunological studies did not lead to the detection of a CAP protein homologous to that of E. Coli. The organism produced large amounts of cyclic GMP; the intracellular concentration of this nucleotide varied with the growth conditions and increased markedly concomitantly with the induction of the phycocyaninase. The inhibition of proteolytic activity in the presence of glucose was accompanied by a rapid decrease in the intracellular levels of cGMP. The nature of this ''glucose effect'' and the possible role of this nucleotide in the control of the synthesis or activity of phycocyaninase are discussed.