Biosynthèse de l'hydrogénase chez Escherichia coli : incorporation du nickel, maturation et translocation transmembranaire de l'hydrogénase
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Under anaerobic growth conditions, the enterobacterium Escherichia coli, synthezizes three NiFe-hydrogenase isoenzymes (HYD). HYD1 and HYD2 are integral membrane proteins, each composed of a small and a large subunits, whereas HYD3 is a peripheral membrane protein situated in the cytoplasm. HYD1 and HYD2 catalyse the anaerobic oxidation of hydrogen linked to the ultimate reduction of a terminal electron acceptor. HYD3 is responsible for formate-dependent dihydrogen evolution. All three hydrogenases contain nickel. We have shown that nickel incorporation into the large subunits of the three hydrogenases occur in the cytoplasm. The chaperone proteins, GroEL and GroES, are essential for the incorporation of nickel into HYD3, but not into HYD2. Moreover our cellular, biochemical and immunological studies reveal that: (1) HYD2 is located in the periplasm, (2) nickel incorporation triggers a conformational chande and is a prerequisite for the translocation of HYD2 across the cytoplasmic membrane, (3) the secY protein is not involved in the translocation of HYD2, we've shown that the two subunits of HYD2 are co-translocated. All these results suggest the existence of a new mechanism for the translocation of hydrogenase.
Abstract FR:
En conditions de croissance anaérobies, l'entérobactérie Escherichia coli synthétise trois isoenzymes hydrogénase (HYD). HYD1 et HYD2 sont des protéines intégralement membranaires, composées chacune d'une petite et d'une grande sous-unités, tandis que HYD3 est une protéine périphérique de la membrane cytoplasmique. HYD1 et HYD2 catalysent l'oxydation de l'hydrogène couplée à la réduction d'un accepteur terminal d'électrons. HYD3 est responsable de la production d'hydrogène en liaison avec l'oxydation du formiate. Les trois hydrogénases contiennent du nickel. Nous avons démontré que l'incorporation du nickel dans les grandes sous-unités des trois hydrogénases se déroule dans le cytoplasme. Les protéines chaperons GroEL et GroES sont nécessaires à l'incorporation du nickel dans HYD3, mais pas dans HYD2. D'autre part nos études cellulaire, biochimique et immunologique révèlent que : 1. HYD2 est localisée dans le périplasme, 2. L'incorporation du nickel engendre un changement de conformation et est une condition préalable de la translocation de HYD2, 3. La translocation de HYD2 est indépendante de la protéine SecY. Enfin, après clonage de l'opéron hyb codant HYD2, nous avons montré que les deux sous-unités de HYD2 sont co-transloquées. L'ensemble de ces résultats suggère l'existence d'un nouveau mécanisme pour la translocation de l'hydrogénase.