Le complexe SAGA (Spt-Ada-Gcn5 acetyl transferase) est un co-activateur transcriptionel, conservé chez les eucaryotes, qui participent à la transcription d’environ 10% des gènes chez la levure, où il fait le lien entre les composants du complexe de pré-initiation, tel que la TATA-box Binding Protein (TBP) et des activateurs, et modifie les histones dans le contexte de la chromatine (acétylation et déubiquitination). Ces travaux de thèse ont permis de décrire l’architecture moléculaire du complexe observée par microscopie électronique. Nous avons pu (i) localiser le module de déubiquitination au sein du complexe entier et ainsi (ii) définir une zone d’interaction avec le nucléosome ; (iii) montrer la présence de deux sites d’interaction avec la protéine TBP situé au niveau d’une « pince »moléculaire ; (iv) observer un lien fonctionnel entre le module de déubiquitination, en particulier de la protéine Sgf73, et les conformations adoptées par cette pince. / The SAGA complex (Spt-Ada-Gcn5 acetyl transferase) is a transcriptional coactivator, highly conserved in eukaryotes, involved in the transcription of 10% of the genes in yeast, where it bridges the components of the pre-initiation complex such as the TATA-box Binding Protein (TBP) and activators, as well as modifies histones in the chromatin template (acetylation and deubiquitination). This work has revealed the molecular architecture of the complex observed by electron microscopy. We could (i) localize the deubiquitination module within the whole complex and thus (ii) define the interaction surface with the nucleosome; (iii) reveal the presence of two TBP-interacting surfaces localized at the tips of a molecular clamp; (iv) observe a functional link between the deubiquitination module, in particular the Sgf73 protein, and the conformation adopted by this clamp.

Listeria monocytogenes transporte le cellobiose principalement via le PTS (PEP:carbohydrate phosphotransferase system). La croissance sur cellobiose induit l'expression des opérons celBCA1, celBA2 ainsi que du gène lmrg_01989, qui codent respectivement le composant soluble EIIACel1, le transporteur EIICCel1, le composant soluble EIIBCel1, les protéines EIIBCel2 et EIIACel2, et une seconde EIICCel. La croissance sur glucose réprime fortement l'expression de ces gènes. La délétion de celC1 codant l'EIICCel1 ou des deux gènes, celA1 et celA2, ralentit considérablement la consommation cellobiose. L'expression des trois unités de transcription induite par le cellobiose dépend de CelR. CelR, qui code un régulateur transcriptionnel LevR- like, est situé en aval de l'opéron bicistronique celBA2. CelR est activé par phosphorylation par EI et HPr de l'His550. En revanche, la phosphorylation de l'His823, catalysée par P~EIIBCel1 et P~EIIBCel2, inhibe l'activité de CelR. Le remplacement de l'His823 par une Ala empêchant cette phosphorylation ou la délétion des deux gènes codants les EIIAsCel ou EIIBsCel entraîne l'expression constitutive des trois unités de transcription contrôlées par CelR. Comme le glucose, le cellobiose inhibe fortement l'activité de PrfA, l'activateur des gènes de virulence. Nous avons donc cherché à tester si l'un des composants PTSCel pouvait être impliqué dans la répression de gènes de virulence. Les mutants consommant faiblement le cellobiose, présentaient une levée de la répression des gènes de virulence par le cellobiose, alors que le glucose et les autres sucres-PTS les réprimaient toujours. De manière surprenante, la délétion du gène monocistronique lmrg_00557, qui code un autre composant EIIBCel du PTS, induisait la levée de la répression des gènes de virulence médiée par toutes les sources de carbone mais n'avait aucun effet sur la consommation de glucose ou de cellobiose. Ce gène lmrg_00557 a été appelé vgiB (virulence gene inhibitor B) et la protéine correspondante, qui semble jouer un rôle majeur dans la régulation de l'activité de PrfA, EIIBVir. Cette protéine est phosphorylée par le PEP et les composants PTS EI, HPr et EIIACel2 sur le résidu cystéine-8. La complémentation du mutant ΔvgiB avec l'allèle sauvage, mais également avec l'allèle Cys8Ala, restaurait le mécanisme général de répression des gènes de virulence par les sucres, suggérant ainsi que la forme non phosphorylée de EIIBVir inhibe l'activité de PrfA. / Listeria monocytogenes transports cellobiose mainly via a PEP:carbohydrate phosphotranseferase system (PTS). Growth on cellobiose induces the expression of the celBCA1 and celBA2 operons as well as lmrG01989, which encode the soluble EIIA Cel1 and EIIB Cel1 components, the transporter EIIC Cel1 , the EIIA Cel2 and EIIB Cel2 proteins, and a second EIIC Cel , respectively. Growth on lucose strongly repressed the expression of these genes. Deletion of the EIIC Cel1 –encoding celC1 or of both, celA1 and celA2, significantly slowed cellobiose consumption. The bicistronic operon celBA2 is located downstream from celR, which codes for a LevR-like transcription activator. Expression of the three cellobiose-induced transcription units depends on CelR. The gene encoding CelR is located upstream from the bicistronic operon celBA2. CelR itself is activated via phosphorylation by EI and HPr at His550. In contrast, phosphorylation at His823, which is catalyzed by both, P~EIIB Cel1 and P~EIIB Cel2 , inhibits CelR activity. Preventing this phosphorylation by replacing His823 with Ala or deleting the two EIIA Cel – or EIIB Cel -encoding genes caused constitutive expression of all three CelR-controlled transcription units. Similar to glucose, cellobiose strongly inhibits the activity of the virulence gene activator PrfA. We therefore tested whether one of the PTS Cel components might be involved in virulence gene repression. Mutants, that exhibit slow cellobiose consumption, were relieved from cellobiose-mediated virulence gene repression, whereas glucose and other PTS-sugars still repressed them. Strikingly, deletion of the presumed monocistronic lmrg_00557, which codes for another EIIB Cel -like PTS component, caused a general relief from carbon source-mediated virulence gene repression, but had no effect on cellobiose or glucose consumption. The gene lmrg_00557 was named vgiB (virulence gene inhibitor B) and the encoded protein, which seems to play a major role in PrfA regulation, was called EIIB Vir . It becomes phosphorylated by PEP and the PTS components enzyme I, HPr and EIIA Cel2 at cysteine-8. Complementation of the ΔvgiB mutant with wild-type vgiB, but also with the Cys8Ala allele restored general virulence gene repression, thus suggesting that it is the unphosphorylated form of EIIB Vir , which inhibits the activity of PrfA.

La composition des cellulosomes (complexes multi-enzymatiques impliqués dans la dégradation des polysaccharides de la paroi végétale) produits par Clostridium cellulolyticum varie en fonction du substrat de croissance. En particulier, l’expression d’un regroupement de 14 gènes prédits comme codants pour des hémicellulases (appelés xyl-doc) est induite par la présence de paille et non de cellulose. L’hypothèse a été faite que le système à deux composants putatif, codé par les deux gènes en amont des gènes xyl-doc, est impliqué dans cette régulation. Mes résultats montrent que le régulateur de réponse (appelé XydR) est impliqué dans l’activation de la transcription des gènes xyl-doc et d’un gène additionnel codant pour une protéine de fonction inconnue. Cette protéine possède cependant un module de liaison aux sucres prédit comme ciblant les hémicelluloses. Les régions promotrices, incluant les sites potentiels de liaison de XydR, ont été identifiées en amont des gènes régulés et un lien transcriptionnel entre tous les gènes xyl-doc a été mis en évidence.Un deuxième objectif de mon travail a été d’identifier le signal inducteur présent dans la paille susceptible d’être capté par le senseur apparenté à XydR. Il a été montré que la transcription des gènes cibles est spécifiquement induite par l’arabinose et le xylose qui sont les résidus glucidiques les plus abondants dans les hémicelluloses et donc relargués lors de leur dégradation.Finalement, des études biochimiques des produits de certains des gènes régulés ont montré qu’au moins trois des gènes codaient pour des produits impliqués dans la dégradation des hémicelluloses. / The composition of the cellulosomes (multi enzymatic complexes involved in the degradation of plant cell wall polysaccharides) produced by Clostridium cellulolyticum differs according to the growth substrate. In particular, the expression of a cluster of 14 hemicellulase-encoding genes (called xyl-doc) is induced by the presence of straw and not of cellulose. The hypothesis was made that the putative two-component regulatory system, encoded by the genes localized upstream of xyl-doc, was involved in this regulation.My results provided evidence that the response regulator (called XydR) is involved in the activation of the transcription of xyl-doc genes and of an additional gene encoding a protein of unknown function harboring a carbohydrate binding module predicted to target hemicelluloses. Promoter regions, including XydR binding sites, have been identified upstream of the regulated genes and the transcriptional link between all xyl-doc genes has been demonstrated. A second aim of my work has been to identify the inducing signal present in straw that could be sensed by the cognate sensor of XydR. It was shown that the transcription of the target genes is specifically induced by arabinose and xylose which are the most abundant sugar residues present in hemicellulose and thus released by its degradation.Finally, biochemical studies of the products of some of the regulated genes demonstrated that at least three genes encoded products involved in hemicellullose degradation.