Etude des méthionine sulfoxyde réductases d'Escherichia coli : rôle de MsrA/B dans la protection de RecA et identification d'une nouvelle activité Msr

• Auteur / Autrice : Camille Henry
• Direction : Benjamin Ezraty, Frédéric Barras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie bactérienne (LCB) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Amel Latifi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Collet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bénédicte Michel, Ivan Matic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthionine sulfoxyde réductases

Régulation cellulaire

ADN -- Réparation

Escherichia coli

Stress oxydatif

Mots clés libres

Stress oxydant

Réparation des protéines

Réparation de l'ADN

RecA

MsrA

MsrB

MsrP

Régulation

Système à deux composant

Oxidative stress

Protein repair

DNA repair

RecA

MsrA

MsrB

MsrP

Regulation

Two component system

Résumé

Les méthionines sulfoxyde réductases (Msr) sont impliquées dans la réparation des protéines. MsrA et MsrB sont ubiquitaires et réduisent les méthionines sulfoxydes en méthionines. Chez les bactéries, MsrA et MsrB sont localisées dans le cytoplasme et sont impliquées dans la résistance au stress oxydant. Durant ma thèse, j'ai étudié le rôle du système MsrA/B dans la physiologie d'Escherichia coli. Mon travail a porté sur l'étude de la recombinase A (RecA) comme cible du système MsrA/B. RecA joue un rôle central dans la réparation de l'ADN via ses fonctions principales : la recombinaison homologue, l'induction de la réponse SOS et l'induction de la mutagénèse SOS. J’ai pu établir un lien génétique entre le système MsrA/B et RecA. L'étude révèle que l'absence des Msr affecte la fonction de recombinaison homologue de RecA. J'ai montré que RecA oxydée perd sa capacité à former des filaments sur l’ADN, à hydrolyser de l’ATP et à effectuer l’échange de brin. De manière intéressante, la réparation de RecA oxydée par le système MsrA/B permet de restituer ses fonctions. D'autres analyses ont révélé que le résidu Met35 est important pour l’activité de RecA. Ces résultats m'ont permis de proposer un modèle dans lequel l'état d'oxydation des Met de RecA modulent son activité. Un autre pan de mon travail a permis la caractérisation d’une Msr périplasmique : MsrP. J'ai montré que MsrP est importante lors d’un stress HOCl et que son expression est induite lors d’un tel stress via le système à deux composantes YedVW. La kinase YedV possédant plusieurs Met au sein de son domaine senseur, j'ai proposé un modèle dans lequel l'activation de YedV se ferait via l'oxydation de ses Met.

Methionine sulfoxide reductase (Msr) are involved in proteins repair. MsrA and MsrB are ubiquitous enzymes which reduce methionine sulfoxide into methionine. In bacteria, MsrA and MsrB are localized in the cytoplasm and are involved in the resistance to oxidative stress. During my PhD, I investigated the role of the MsrA/B system in the physiology of the Escherichia coli. My work was devoted to the study of the recombinase A (RecA) as the target of MsrA/B system. RecA plays a central role in DNA repair via its main functions: homologous recombination, induction of the SOS response and the induction of the SOS mutagenesis. I was able to establish a genetic link between the MsrA/B system and RecA. My study shows that the absence of Msr affects the homologous recombination function of RecA. I have shown that RecA oxidized loses its ability to form filaments on DNA, to hydrolyze ATP and perform strand exchange process. Interestingly, repair RecA oxidized by MsrA/B system restores the functions of RecA. Further analysis revealed that the residue Met 35 is important for the activity of RecA. From these results, I proposed a model in which the oxidation of Met and repair MsrA/B is a dynamic system modulating the activity of RecA. Another part of my work allowed the characterization of periplasmic Msr of E. coli: MsrP. I have shown that MsrP is important under HOCl stress and its expression is induced during such stress via the YedVW two components system. The YedV kinase possessing multiple Met in its sensor domain, I proposed a model in which the activation of YedV would be by oxidation of its Met.