Caractérisation d'une kinase et d'un chaperon de stress environnementaux chez Escherichia coli

Characterization of a chaperone and a kinase from escherichia coli expressed in environnemental stresses

• Auteur / Autrice : Jihen Tagourti
• Direction : Gilbert Richarme, Ahmed Landoulsi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomes et protéines
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7 en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Faculté des sciences de Bizerte (Tunisie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress physiologique

Caséines

Phosphorylation

Protein-Serine-Threonine Kinases

Escherichia coli

Résumé

Pour ce mémoire, nous avons caractérisé chez Escherichia coli un chaperon de stress acide HdeB et une protéine-kinase exprimé lors de stress environnementaux YeaG. HdeB, chaperon de stress acide: Certaines maladies neurodégénératives sont dues à la formation d'agrégats de protéines toxiques et à l'incapacité des cellules à les dégrader. Les chaperons interviennent pour réparer les dommages causés par le stress. Le modèle procaryote que nous avons utilisé (Escherichia coli) est assez proche des modèles eucaryotes du faite du caractère ubiquitaire des problèmes d'agrégation des protéines. Nous avons caractérisé la protéine périplasmique HdeB, codée par l'opéron hdeAB, comme un nouveau chaperon de stress acide. Il a, par ailleurs, été démontré qu'HdeA est aussi un chaperon de stress acide (Gajiwala & Burley, 2000 ; Hong et a/. , 2005), Nous avons démontré que ces deux protéines HdeA et HdeB protègent le périplasme contre le stress acide. Ils réduisent l'agrégation des différentes protéines périplasmiques. HdeA et HdeB présentent une activité spécifique différente selon le pH : pH 2 pour HdeA et pH 3 pour HdeB. YeaG, kinase des stress: Les protéine-kinases représentent une des grandes familles d'enzymes impliquées dans la transduction des signaux intracellulaires. La plupart des mécanismes de régulations intracellulaires impliquent des processus de phosphorylation/déphosphorylation par les kinases et les phosphatases. La transcription du gène yeaG est stimulée vingt fois en phase stationnaire, par le stress acide et le stress osmotique ce qui suggère qu'elle joue un rôle important dans la protection cellulaire contre les stress environnementaux. Pour cela, nous avons clone, surproduit, purifié et caractérisé YeaG comme une nouvelle protéine-kinase de stress. Elle est capable de s'autophosphoryler en présence de Mn²⁺, de phosphoryler un substrat artificiel des serines protéine-kinases F a-caséine et une protéine cytoplasmique de poids moléculaire de 65 kDa et de pH isoélectrique de 6,8.

In this memory, we are investigated to study the acid stress chaperone HdeB and a stress kinase YeaG from Escherichia coli. HdeB, acid stress chaperone: Many neurodegenerative diseases are caused by protein aggregation and the incapacity of the cells to degrade these aggregates. We have characterized the HdeB protein as a periplasmic acid stress chaperone, which belongs to the hdeAB operon. A periplasmic chaperone, HdeA, which plays a role in acid stress résistance, was discovered (Gajiwala & Burley, 2000; Hong et a/. , 2005). HdeA and HdeB are required for protein solubilization at acîd pH. Thus, Escherichia coli possess two acid stress chaperones that prevent periplasmic protein aggregation. We show that, both HdeA and HdeB are required for protein solubilization at acid pH. HdeA is more efficient than HdeB at pH 2 and HdeB is rnore efficient than HdeA at pH 3. YeaG, stress kinase: Protein phosphorylation is an important mechanism to translate extracellular signals into cellular responses and is carried out by coupled protein kinases and phosphates. In this context, we have focused on the study of YeaG. E. Coli YeaG is more than 20-fold overexpressed during both stationary phase, acid and salt stress suggesting that it plays important role in cellular protection against environmental stresses. We cloned, expressed, purified and characterized YeaG as an autokinase, endowed with protein kinase activity towards casein, a substrate of serine protein kinases. Also, we detect an YeaG-dependent substrate from E. Coli extract (MW= 65 kDa; pHi= 6,8)whose phosphorylation increase.