Régulation de l'expression des gènes de biosynthèse de l'AMP et recyclage des composés puriques chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Regulation of AMP biosynthesis genes expression and purine recycling pathway in the yeast Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Karine Lecoq
• Direction : Bertrand Daignan-Fornier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie Santé
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolisme -- Régulation

Nucléotides puriques

Synthèse (chimie) -- Régulation

AMP

Saccharomyces cerevisiae

Résumé

Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, les gènes de biosynthèse de l'AMP (gènes ADE) sont réprimés transcriptionnellement par la présence d'adénine extracellulaire. Une analyse de mutants abolissant la réponse à la présence d'adénine a montré que cette répression nécessite l'entrée de cette base et sa métabolisation jusqu'en ADP. Une enzyme clé lors de la transduction du signal de répression par l'adénine est l'hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transférase (HGPRT). En utilisant des approches biochimiques et génétiques, nous avons montré que cette activité HGPRT était rétro-inhibée dans un mutant de levure de GMP kinase. Des mutants de GMP kinase ont ainsi des phénotypes communs avec des mutants d'HGPRT, comme par exemple l'excrétion de purines. Chez l'homme, un déficit en HGPRT se traduit aussi par une excrétion de purines qui provoque des crises de goutte. De plus, de nombreux cas de goutte sont de cause inconnue. Il serait donc possible que parmi les malades atteints de goutte, certains aient un défaut en GMP kinase se traduisant par une inhibition de l'HGPRT. Lors de ce travail de thèse, deux nouveaux cadres ouverts de lecture codant pour des enzymes du métabolisme des nucléosides puriques chez Saccharomyces cerevisiae ont aussi été caractérisés. L'étude de YJR105w, rebaptisé ADOI, a montré que ce gène code pour une adénosine kinase dont le but principal doit être de recycler l'adénosine générée lors du cycle du méthyle. YLR209c, renommé PNP1, code pour quant à lui pour une purine nucléoside phosphorylase ayant pour substrat l'inosine et la guanosine.

AMP biosynthesis genes (ADE genes) are transcriptionnally repressed by extracellular adenine in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Analysis of mutants that constitutively express ADE genes has shown that uptake and metabolization of adenine into ADP are important steps in regulating expression of AMP biosynthesis genes. One of the key enzyme for this transduction pathway is hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT). Using both biochemical and genetical approaches, we have shown that HGPRT was feed-back inhibited in yeast GMP kinase mutants. GMP kinase mutants and HGPRT mutants have several phenotypes such as purine excretion. In humans, an HGPRT defect also leads to purine excretion that provokes gout. Furthermore, all cases of hereditary gout are not yet identified. It is thus tempting to assume that among the patients suffering from gout, some might have a defect in GMP kinase leading to a feed-back inhibition of HGPRT. Finally, we have caracterized two new yeast ORFs encoding enzymes metabolizing purine nucleosides. Study of YHR105w, renamed ADO1, has shown that this genes encodes an adenosine kinase whose major physiological role could be to recycle adenosine produced by the methyl cycle. YLR209c, renamed PNP1, encodes a purine nucleoside phosphorylase metabolizing inosine and guanosine.