O-mycoloylation : caractérisation d'une nouvelle modification post-traductionnelle de petites protéines d'enveloppe chez les Corynebacterineae
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Corynebacterineae are characterized by the presence of an atypical cell wall for Gram+ including the presence of an outer membrane called mycomembrane. This membrane is composed of mycolic acids, long-chain a-alkyl and ß-hydroxy fatty acids specifically produced by members of the Corynebacterineae suborder, that are found linked by ester bond to arabinogalactan forming the inner layer, or trehalose forming the outer layer. In most genera of this suborder, proteins were identified in the mycomembrane, in particular, mycoloyltransferases allowing the transfer of mycolic acids onto their final acceptors but also porins allowing the transport of solutes necessary to the survival of the bacteria. In this work, we studied some of mycomembrane proteins especially PorA and PorH in strain C. Glutamicum ATCC13032. We demonstrate, using a combination of protein chemistry and mass spectrometry, the occurrence of three O-acylated polypeptides in Corynebacterium glutamicum, PorA, PorH and an unknown small protein called protein X, an unprecedented observation in bacteria. The three polypeptides are O-substituted by mycolic acids. We show that the post-translational mycoloylation of PorA occurs at S15 and is necessary for the pore-forming activity of PorA-PorH in C. Glutamicum. In a second step, we identified the protein responsible for mycoloylation by interruption of a candidate gene. The encoded protein is a mycoloyltransferase that differs from other known mycoloyltransferases by the presence of a loop insertion in the predicted structure that is potentially involved in the substrate specificity. The identification of this protein allowed us to search for orthologous proteins in all Corynebacterineae. The study of the candidate proteins should indicate whether this type of post-translational modification is common to the suborder Corynebacterineae.
Abstract FR:
Les Corynebacterineae sont des bactéries caractérisées par la présence d'une paroi atypique pour des bactéries Gram+ avec notamment la présence d'une membrane externe appelée mycomembrane. Cette membrane est constituée majoritairement d'acides mycoliques, acide gras à longue chaîne a-ramifiés et béta-hydroxylés spécifique des Corynebacterineae, que l'on retrouve soit liés à l'arabinogalactane formant le feuillet interne, soit au tréhalose formant le feuillet externe. Dans la plupart des genres de ce sous-ordre, des protéines ont été identifiées au niveau de la mycomembrane. C'est le cas en particulier, des mycoloyltransférases permettant le transfert des acides mycoliques sur leurs accepteurs finaux mais aussi des porines permettant le passage des solutés nécessaires à la survie de la bactérie. Au cours de ce travail, nous avons étudié certaines protéines de la mycomembrane en particulier PorA et PorH chez la souche C. Glutamicum ATCC13032. Nous avons démontré, en combinant différentes techniques de biochimie des protéines et de spectrométrie de masse, que les protéines PorA et PorH ainsi qu'une troisième protéine inconnue appelée protéine X sont O-acylées par un acide mycolique, modification jamais observée chez les bactéries. Nous avons montré que cette modification s'effectue sur la serine 15 de PorA et qu'elle est nécessaire à l'activité porine cation-sélective de l'hétérooligomère PorA-PorH chez C. Glutamicum ATCC13032. Dans un deuxième temps, nous avons identifié l'enzyme responsable de la mycoloylation par interruption du gène candidat. Il s'agit d'une mycoloyltransférase qui se différencie des autres mycoloyltransférases connues par une boucle d'insertion au niveau de sa structure responsable d'une spécificité de substrat différente. L'identification de cette enzyme nous a permis de rechercher des protéines orthologues chez l'ensemble des Corynebacterineae. L'étude des candidats devrait permettre de savoir si ce type de modification post-traductionnelle est commun au sous-ordre des Corynebacterineae.