Études structurales de la protéine Fur (Ferric uptake regulation) d'Escherichia coli par spectroscopie d'absorption des rayons X : XANES et EXAFS

Structural studies of the fur (ferric uptake regulation) protein from escherichia coli by x-ray absorption spectroscopy : xanes and exafs

• Auteur / Autrice : Lilian Jacquamet
• Direction : Jean-Marc Latour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Biochimie analytique, structurale et metabolique

Escherichia coli

Ns

Facteur transcription

Proteine transport

Structure moleculaire

Spectrometrie rx

Fer

Captation

Site fixation

Proteine fur

Proteine regulatrice

Escherichia coli

Ns

Transcription factor

Carrier protein

Molecular structure

X ray spectrometry

Iron

Nc

Uptake

Binding site

Résumé

La proteine fur (ferric uptake regulation) controle la concentration intracellulaire en fer dans les bacteries gram negative telles que escherichia coli. Ce controle est essentiel puisque, meme si le fe(ii) est necessaire pour le developpement de toutes les cellules vivantes, en concentration trop elevee, il devient toxique puisqu'il peut catalyser la formation de radicaux hydroxyles. Un mecanisme est propose selon lequel fur sous forme homodimere de deux fois 17 kda, lie l'ion fe(ii) et, ainsi activee, peut se fixer sur la region promotrice de genes impliques dans le transport du fer. In vitro, le fe(ii) peut etre remplace par plusieurs ions (comme le co(ii) et le mn(ii)) sans que la proteine perde pour autant son activite. La proteine possede deux sites metalliques differents : un site de fixation du fe(ii) par monomere et un site a zn(ii). Les proprietes structurales des deux sites ont ete determinees par spectroscopie d'absorption des rayons x (preseuil, xanes et exafs) afin de mieux comprendre le fonctionnement de fur. Les proteines fur substituees au co(ii), substituees au mn(ii) seule et en interaction avec une sequence specifique d'adn, substituees au fe(ii) (l'ion metallique naturel) et l'apoproteine ont ete pour cela etudiees. Les proprietes structurales du site de fixation du co(ii), du mn(ii), et du fe(ii) sont remarquablement similaires ce qui demontre ainsi que le co(ii) et le mn(ii) se lient au meme site que le fe(ii). L'environnement de ces ions metalliques dans fur est penta ou hexacoordonne deforme et constitue uniquement d'atomes d'azote et d'oxygene a une distance moyenne de 2,11 a du co(ii), 2,21 a du mn(ii) et 2,13 a du fe(ii). La presence de souffre a ainsi ete exclue par l'analyse exafs. Parmi les atomes coordonnes aux ions metalliques, deux ou trois sont des atomes d'azote provenant d'acides amines histidines. La fixation de fur a l'adn ne modifie pas les proprietes structurales du mn(ii) ce qui montre que la region d'interaction entre la proteine et l'adn ne se trouve pas a proximite directe du site de fixation du mn(ii). L'environnement du zn(ii) est tetracoordonne et constitue de deux atomes de soufre a 2,3 a et de deux atomes d'azote ou d'oxygene a 2,0 a. Les implications des proprietes structurales des deux sites metalliques sur le fonctionnement de la proteine fur sont discutees.