Thèse soutenue

Mécanismes d’acquisition du fer chez Bacillus cereus : rôles d’IlsA, du système Isd et des sidérophores dans l’assimilation du fer à partir de l’hème et de la ferritine

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Auteur / Autrice : Elise Abi Khalil
Direction : Christina Nielsen-LerouxMireille Kallassy-Awad
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microbiologie et Biochimie des protéines
Date : Soutenance le 26/04/2013
Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech en cotutelle avec Université Saint-Joseph (Beyrouth). Faculté des Sciences
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Barras
Examinateurs / Examinatrices : Christina Nielsen-Leroux, Mireille Kallassy-Awad, Cécile Wandersman, Zouhair Attieh, Fadi Bou Abdallah
Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Wandersman, Zouhair Attieh

Mots clés

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Résumé

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Au cours des interactions hôte-pathogène, la lutte pour le fer peut conditionner l'évolution de l'infection. Afin de s'adapter à la faible quantité de fer libre présente chez l'hôte, les bactéries ont développé diverses stratégies leur permettant d'acquérir cet élément vital. Chez Bacillus cereus, une bactérie pathogène opportuniste de l'homme, la protéine IlsA (Iron-regulated leucine rich surface protein), qui contient entre autres des domaines NEAT et LRR, a été identifiée. Il s'agit d'une protéine de surface impliquée dans l'acquisition du fer des hémoprotéines et de la ferritine. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la fonction d'IlsA et de son domaine NEAT ainsi que leur implication dans la liaison à l'hème et l'hémoglobine. Nos résultats indiquent qu'IlsA capte l'hème via son domaine NEAT avec une stœchiométrie 1:1 et que ce domaine est capable d'extraire l'hème de l'hémoglobine. Par ailleurs, l'interaction entre IlsA et IsdC, une des protéines du système Isd (Iron surface determinant) décrit chez d'autres bactéries à Gram-positif, a été analysée. Suite à un contact direct entre ces deux protéines, nous avons démontré que l'hème était transféré d'holo-IlsA vers apo-IsdC. Dans un second temps, nous avons étudié les mécanismes permettant l'assimilation du fer à partir de la ferritine. Nous avons ainsi montré qu'IlsA pouvait interagir avec plusieurs types de ferritine avec une stœchiométrie de 24 molécules d'IlsA pour une ferritine. Ceci suggère qu'IlsA se lie à chaque sous-unité de la ferritine. De plus, en présence de sidérophores, cette interaction conduit à une augmentation de la libération du fer contenu dans la ferritine. Finalement, une souche de B. cereus qui ne produit plus de bacillibactine, un des deux sidérophores synthétisés par cette bactérie, n'est plus capable d'utiliser la ferritine comme source de fer pour sa croissance. De plus, sa virulence chez l'insecte est atténuée. Ces données indiquent qu'IlsA et la bacillibactine sont toutes les deux impliquées dans l'acquisition du fer de la ferritine. Ces travaux mettent donc en évidence l'interaction qui existe entre IlsA et les protéines de surface d'une part et les sidérophores d'autre part. Ils apportent également de nouveaux éléments permettant de mieux comprendre les mécanismes d'adaptation mis en œuvre chez l'hôte par B. cereus.Mots clés : Fer, Bacillus cereus, IlsA, NEAT, IsdC, hème, hémoglobine, ferritine, sidérophore.