Abstract FR:

La bacterie escherichia coli possede dans la membrane plasmique trois familles de canaux mecanosensibles (mscm, mscs et mscl). En 1994, sukharev et coll. Ont purifie la proteine mscl-1500 ps de e. Coli et ont isole et sequence son gene mscl. Ces canaux sont impliques dans l'osmoregulation bacterienne. Des bacteries cultivees en condition hyper-osmotique accumulent des concentrations elevees d'ions et d'osmoprotectants pour contrebalancer l'osmolarite externe. Lors d'un choc hypo-osmotique, ces especes sont excretees rapidement pour prevenir l'eclatement de la cellule. Nous montrons qu'un tel choc induit bien un efflux massif des trois principaux osmoprotectants (threhalose, glycine betaine et glutamate). Ces efflux sont extremement rapides : la bacterie perd l'equivalent de 1 m de glycine betaine en moins de 200 ms au cours d'un choc. L'extreme rapidite des efflux semble bien suggerer que des pores de grande taille, plutot que des transporteurs interviennent dans ce processus. Nous observons par ailleurs que la deletion du gene mscl n'affecte pas les efflux de ces trois osmoprotectants. En plus de ces especes de faible poids moleculaire, la cellule excrete egalement au cours du choc quelques proteines cytoplasmiques. Nous montrons que l'efflux d'une d'entre elles (la thioredoxine) est fortement inhibe dans une souche mscl. Ce resultat montre que mscl s'ouvre in vivo au cours du choc hypo-osmotique et catalyse l'efflux de cette proteine. Il s'en suit que les canaux mscm et mscs qui, en patch-clamp, sont actives a des tensions membranaires plus basses (et dont les genes sont encore inconnus) s'ouvrent egalement au cours du choc. L'ensemble de ces canaux (mscm, mscs et mscl) pourraient constituer un systeme redondant, implique dans l'efflux d'osmoprotectants. La proteine mscl de e. Coli (136 aa) possede deux segments transmembranaires m1 et m2 connectes par une boucle periplasmique ; les extremites n- et c-terminales sont cytoplasmiques. Tres recemment, des cristaux 3d d'un homologue de mscl chez myobacterium tuberculosis montrent une organisation pentamerique du canal. Une fois purifiee, mscl peut etre reconstituee de maniere fonctionnelle dans des liposomes, ce qui en fait un systeme modele pour l'etude du mecanisme moleculaire des canaux mecanosensibles. En etudiant en patch-clamp le canal purifie, reconstitue dans des liposomes geants, nous montrons que la coupure proteolytique des extremites n- ou c-terminale augmente la sensibilite du canal a la pression. Nous montrons que le canal est encore fonctionnel apres proteolyse de sa boucle periplasmique et que sa sensibilite a la pression est alors considerablement augmentee. Ce resultat montre que la boucle periplasmique se comporte comme un ressort qui s'oppose au mouvement des helices transmembranaires et qui fixe le niveau de sensibilite du canal a la pression. Ces resultats nous ont amene a postuler un mecanisme d'activation moleculaire du canal mscl.