Etude structurale et fonctionnelle d`une enzyme essentielle à la

Etude structurale et fonctionnelle d’une enzyme essentielle à la survie de Mycobacterium
tuberculosis
Encadrants :
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Nathalie Eynard : équipe « Enveloppes mycobactériennes : structure, biosynthèse et
fonctions », IPBS (Resp : M. Daffé) ; e-mail : [email protected] ; tél : 05 61 17 55 77
Lionel Mourey et Sylviane Julien, équipe « Biophysique Structurale », IPBS (Resp : L.
Mourey) ; e-mail : [email protected] ; tél : 05 61 17 54 36
Mycobacterium tuberculosis, la bactérie responsable de la tuberculose, et les autres
mycobactéries ont la particularité de synthétiser tout un ensemble de lipides spécifiques qui
contribuent à la singularité et à la complexité de leur enveloppe cellulaire. Ces lipides jouent par
ailleurs un rôle extrêmement important pour la viabilité, la virulence et la pathogénicité, la résistance
mais aussi dans le contrôle de l’inflammation et de la réponse immunitaire. Parmi ces lipides, on
retrouve les acides mycoliques, des lipides majoritaires qui forment une couche très particulière de
l’enveloppe : la mycomembrane. La voie de biosynthèse des acides mycoliques est la cible de
médicaments antituberculeux et constitue un réservoir de cibles thérapeutiques potentielles.
Les acides mycoliques sont des acides gras -alkylés -hydroxylés à haut poids moléculaire
(contenant jusqu’à 90 atomes de carbone chez Mycobacterium) qui comportent divers types de
modifications chimiques. Leur biosynthèse implique notamment deux systèmes de synthèse d’acides
gras (appelés FAS pour "Fatty Acid Synthase"). Le système FAS-I synthétise des acides gras en C16-C18
et en C24-C26 qui vont d’une part fournir la chaîne alkylée des acides mycoliques et d’autre part
alimenter le système FAS-II qui va les rallonger pour former la chaîne principale dite méromycolique.
Le système FAS-II met en jeu plusieurs enzymes distinctes qui permettent l’élongation des chaînes
d’acides gras fournis par FAS-I, chaque cycle de synthèse permettant d’allonger la chaîne d’acides
gras de deux atomes de carbone. Nous nous intéresserons dans le présent projet à la déshydratase
HadAB de FAS-II identifiée au laboratoire (1). Cette enzyme essentielle à la survie du bacille
tuberculeux catalyse une étape limitante du cycle et constitue une cible thérapeutique validée. En
effet, il a été récemment montré qu’elle était la cible d’agents antituberculeux (2).
HadAB est constituée de deux sous-unités qui s’associent pour former un hétéro-oligomère.
Les protocoles de production, de purification, de mesure d’activité et de cristallisation de HadAB ont
été mis au point. L’objectif du stage sera de compléter les études fonctionnelles/enzymatiques et
structurales en cours et de caractériser des complexes avec des effecteurs nouvellement identifiés.
Techniques utilisées : production et purification de protéines recombinantes, tests enzymatiques,
cristallisation des protéines et de leurs complexes avec des ligands, détermination de structures
cristallographiques.
Références :
1. Sacco, E., Covarrubias, A.S., O'Hare, H.M., Carroll, P., Eynard, N., Jones, T.A., Parish, T., Daffe, M.,
Backbro, K., and Quemard, A. (2007). The missing piece of the type II fatty acid synthase system from
Mycobacterium tuberculosis. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 14628-14633.
2. Grzegorzewicz, A.E., Eynard, N., Quémard, A., North, E.J., Margolis, A., Lindenberger, J.J., Jones,
V., Korduláková, J., Brennan, P.J., Lee, R.E., et al. (2014). Covalent Modification of the Mycobacterium
tuberculosis FAS-II Dehydratase by Isoxyl and Thiacetazone. ACS Infectious Diseases 1, 91-97.