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Tomas, Nicolas. Recherche et caractérisation des enzymes-clés du processing des lipides mycobactériens

Tomas, Nicolas (2020). Recherche et caractérisation des enzymes-clés du processing des lipides mycobactériens.

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Résumé en francais

La tuberculose causée par Mycobacterium tuberculosis (Mtu), est un problème de santé majeur aggravé par la résurgence inquiétante de souches de Mtu multirésistantes aux antibiotiques. Il est crucial de développer de nouvelles molécules antituberculeuses et de découvrir des cibles thérapeutiques. L'enveloppe de Mtu, atypique et très peu perméable, contient des acides mycoliques, acides gras à très longues chaines, qui sont essentiels et dont le métabolisme représente un réservoir de cibles validées. La dégradation de ces molécules, qui semble importante lors des mécanismes de l'infection de l'hôte, reste encore peu explorée.Le projet de thèse a porté sur l'étude de la première étape-clef de cette voie, catalysée par une enzyme de la famille des Baeyer-Villiger-Mono-Oxygénase (BVMO). Cette étape d'oxygénation permet d'adresser l'acide mycolique vers la voie de dégradation. Nous avons sélectionné cinq candidats potentiels pour cette étape sur le génome de Mtu, dont trois codant des protéines "BVMO-like", présentant une séquence signature BVMO. L'expression et l'optimisation de la production des différentes protéines candidates dans deux systèmes d'expression, Escherichia coli et Mycobacterium smegmatis, ont été réalisées. L'activité BVMO et les spécificités de substrat des protéines candidates ont été testées. Les candidats BVMO-like ont une plus forte activité en présence d'un substrat aliphatique présentant un pseudo-motif mycolique par rapport à d'autres substrats cyclique ou aliphatiques testés. Ces résultats sont en accord avec l'hypothèse que ces candidats BVMO-like pourraient être impliqués dans la première étape de dégradation des acides mycoliques. Deux des trois BVMO sont déjà connues pour activer la prodrogue éthionamide, un antituberculeux de seconde ligne. Ces travaux montrent également que la troisième BVMO peut elle aussi métaboliser ce composé.Dans le but d'approfondir les connaissances sur le rôle de ces protéines candidates chez Mtu, deux stratégies complémentaires ont été adoptées, la production et l'analyse de (i)souches de surexpression et (ii) mutants de délétion. L'analyse lipidomique des souches de surexpression montre des variations quantitatives significatives des glycolipides contenant des acides mycoliques, le monomycolate de tréhalose et le dimycolate de tréhalose. D'autre part, les différents mutants de délétion présentent des variations quantitatives d'un composé apolaire potentiellement apparenté à un produit de la voie de dégradation des acides mycoliques. L'ensemble des travaux de lipidomique semble confirmer le lien entre les BVMO et le métabolisme des acides mycoliques, et notamment leur dégradation.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Lemassu, Anne
Marrakchi, Hedia
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), UMR 5089
Mots-clés libres :Mycobactéries - Biochimie - Biotechnologie - Lipides - Baeyer-Villiger monooxygénase
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :20 Nov 2020 09:46