Composition élémentaire des protéines : métabolisme et analyses statistiques
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Ln S. Cerevisiae, genes involved in sulfur amino acids biosynthesis are subjected to a specific negative regulation. In minimal medium, the transcription of the MET genes is turned off in response to the presence of 1 mM methionine in the growth medium. This repression is due to the SCF-Met30-dependent polyubiquitylation of the transcriptional activator Met4 which is then degradated by the proteasome. In rich : medium, the ubiquitine ligase SCF-Met30 oligo-ubiquitylates Met4 thus preventing its tethering to the MET gene promoters. In the first part of the report, we describe our study on mechanisms involved in the regulation of the ubiquitine ligase complex SCF-Met30. In particular, we show that exposure to cadmium restores MET gene transcription in rich medium as in minimal media by inhibiting the SCF-Met30-dependant ubiquitylation of Met4. The modus operandi of cadmium is the dissociation the SCF-Met30 complex by the destabilisation of the interaction between Met30p and Skp1p. To grow, an organism has to find all the elementary constituents of its biopolymers in its environment. However, their abundance are likely to vary. In the second part of the report, we present a statistical study on the atomic composition of several sets of proteins and demonstrate the existence of specific mechanisms allowing organisms to cope with these fluctuations. Indeed, we show that in bath E. Coli and S. Cerevisiae, the sulfur, carbon and nitrogen assimilatory enzymes are depleted in sulfur, carbon and nitrogen respectively. By analysing systematically the atomic composition of the proteins of 46 organisms, we observe that the sulfur and carbon atomic compositions of proteins is specific to each organism. We then highlight a negative correlation between the optimal growth temperature of thermophilic organisms and the sulfur content of their proteins and we show that the carbon content of proteomes and the guanosine plus cytosine content of genomes are correlated.
Abstract FR:
Chez S. Cerevisiae, l'expression des gènes du métabolisme des acides aminés soufrés est soumise à une régulation négative spécifique: en milieu minimum contenant une forte concentration de méthionine, l'activateur transcriptionnel des gènes MET, Met4, est polyubiquitiné par le complexe ubiquitine-ligase SCF-Met30 et dégradé par le protéasome ; en milieu riche, l'oligo-ubiquitination de Met4 par le complexe SCF-Met30 empêche sa fixation sur les promoteurs des gènes MET. Dans ces deux conditions, les gènes MET ne sont pas transcrits. La première partie du mémoire présente une étude des mécanismes de régulation du complexe SCF-Met30. En particulier, nous montrons qu'en milieu riche comme en milieu minimum, l'exposition des cellules au cadmium déstabilise spécifiquement l'interaction entre Met30p et Skp1p, composants du complexe SCF-Met30, et inhibe l'ubiquitination de Met4p ; ceci a pour effet de rétablir la transcription des gènes MET. La deuxième partie du mémoire présente l'analyse statistique de la composition atomique de différentes populations de protéines. Elle montre l'existence de mécanismes spécifiques permettant aux organismes de faire face aux variations de disponibilité dans l'environnement des constituants élémentaires de leurs biopolymères. Ainsi, chez S. Cerevisiae et E. Coli, les protéines impliquées dans l'assimilation du soufre, carbone ou azote sont fabriquées avec moins de soufre, carbone ou azote respectivement. Par l'étude systématique des compositions atomiques des protéines de 46 organismes, nous avons ensuite observé que la composition en atomes de soufre et de carbone des protéines était spécifique des organismes. Ceci nous a amené à montrer l'existence d'une corrélation négative entre la température de croissance optimale des organismes thermophiles et la composition en atomes de soufre de leurs protéines et l'existence d'une corrélation forte entre le contenu en guanosine et cytosine des génomes et le contenu en carbone des protéines.