Etude structure-fonction de l'hydrogénase à fer et ingénierie du métabolisme de l'hydrogène chez Clostridium acetobutylicum
Auteur / Autrice : | Charles Gauquelin |
Direction : | Isabelle Meynial |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Ingénierie Microbienne et Enzymatique |
Date : | Soutenance le 09/10/2017 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingénieries |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés / LISBP |
Jury : | Président / Présidente : Philippe Soucaille |
Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Meynial, Sebastien Dementin | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed Atta, Laurent Cournac, Gilles Peltier |
Mots clés
Résumé
: Chez la bactérie Clostridium acetobutylicum, la production de dihydrogène est catalysée par des hydrogénases, enzymes impliquées dans l’oxydation de la ferrédoxine réduite, qui permet la réduction des protons et la formation du gaz. Toutes les hydrogénases à fer partagent un domaine protéique très conservé (le Domaine H), hébergeant le site catalytique inorganique (le Cluster H). L’enzyme CaHydA de C. acetobutylicum, possède également le Domaine F contenant en tous quatre centres fer-soufre dits accessoires. Au cours de ces travaux, l’implication des centres fer-soufre du Domaine F sur les capacités catalytiques de l’enzyme a été étudiée, ainsi que les mécanismes de transfert d’électrons entre l’enzyme et son partenaire physiologique d’oxydoréduction principal : la ferrédoxine 2[4Fe-4S]. Différents variants ciblés de l’hydrogénase ont été créés, produits puis purifiés afin de les caractériser par une combinaison de méthodes biochimiques, électrochimiques, spectroscopiques et de modélisation moléculaire. Ceci a permis de mettre en évidence pour la première fois l’implication des centres fer-soufre accessoires du Domaine F dans les capacités catalytiques de l’enzyme. Enfin, il a été démontré que le centre [2Fe-2S] de surface FS2 de l’enzyme était le point d’entrée des électrons provenant de la ferrédoxine réduite.