Séminaire de l'IFR Institut de Microbiologie de la Méditerranée

Résumé « Lipopolysaccharide transport in Gram-negative bacteria »
Lipopolysaccharide (LPS) is an essential component of the outer membrane (OM) in most Gram-negative bacteria. The chemical structure of LPS and its biosynthetic pathways have been fully elucidated. By contrast only recently details of the transport and assembly of LPS into the OM have emerged. The inner membrane (IM) transport protein MsbA is responsible for LPS flipping across the IM. After IM translocation, the Lpt complex, composed of seven proteins (LptABCDEFG), is responsible for the transport of LPS to the cell surface. These proteins are located in the IM (LptBCFG), the periplasm (LptA) or in the OM (LptDE) and are proposed to constitute a complex that spans the IM and OM. As depletion of any of the above mentioned proteins results in similar phenotype, it has been proposed that the Lpt machinery operates as a single device. LptA may function as the periplasmic chaperone in LPS transport as it has been shown to bind LPS in vitro. Our most recent data indicate that LptC and LptA physically interact suggesting that the LptC protein may represent an IM docking site for LptA and could also be required for LPS binding in vivo. Preliminary results on LptC structure-function analysis will also be discussed.

Résumé « Protéolyse et adaptations aux milieux extrêmes chez les archées »
La protéolyse participe au métabolisme énergétique, élimine les protéines défectueuses et régule de nombreuses fonctions cellulaires. On connaît mal l’importance de la fonction de protéolyse pour l’adaptation cellulaire des microorganismes aux milieux marins abyssaux et hyper salins. Chez les archées, le système le mieux caractérisé est le système protéasome qui est apparenté aux protéasomes des eucaryotes. Les travaux de l’équipe ont contribué à démontrer que le protéasome des archées est effectivement impliqué dans l’adaptation aux stress environnementaux, mais ne constitue pas l’unique voie de destruction des protéines cytosoliques.
Le maintien d’activités peptidases à large spectre dans le cytosol suppose un contrôle étroit de leurs activités qui passe par des systèmes d’adressages complexes et par une compartimentation des sites actifs au sein de particules creuses comprenant plusieurs sous unités. L’exploration des protéomes et des génomes de Pyrococcus et Halobacterium a permis d’identifier une nouvelle famille de protéases géantes auto compartimentées, nommé TET, comprenant de 12 à 24 sous unités. Les études in vivo suggèrent que les particules TETs jouent un rôle clé dans le métabolisme en conditions de carence nutritionnelle chez l’archée halophile Halobacterium. Les études enzymatiques et structurales réalisées sur 3 complexes TET de Pyrococcus horikoshi révèlent une machinerie complexe et un système intégré de destruction des polypeptides. Ce système est susceptible de jouer un rôle important dans le métabolisme énergétique des Pyrococalles hétérotrophes.
Le maintien du repliement des protéines dans des conditions de hautes températures met en jeu des stratégies d’optimisation des interactions intra et inter moléculaire aboutissant à une rigidification des systèmes tout en maintenant une flexibilité compatible avec la fonction. Cette adaptation a pu être mis en évidence, au niveau cellulaire par des études de diffusion neutronique réalisées en collaboration avec l’Institut Laue Langevin de Grenoble. L’existence d’une adaptation structurale des protéines aux hautes pressions n’est pas clairement établie. La pression est un paramètre particulièrement défavorable pour le maintien des interactions protéine-protéine au sein des grands assemblages. Du fait de leurs dimensions et de leur caractère géométrique, les complexes TET représentent des modèles intéressants pour cerner les limites de stabilité des macros assemblages et les bases structurales d’une adaptation aux conditions de hautes pressions. Des études enzymatiques et biophysiques sous hautes pressions et hautes températures montrent que complexe TET de Pyroccus horikoshii présente une extraordinaire robustesse et une activation qui peuvent être liées aux conditions environnementales des sources hydrothermales abyssales.