Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The Lyme disease agent, Borrelia burgdorferi, has a complex system that allows it to thrive in the harsh and distinct environments of its tick vector and mammalian host. Although it has been known for some time that the Borrelia oxidative stress regulator protein (BosR) plays a necessary role in mammalian infectivity and functions as a transcriptional regulator of alternative sigma factor RpoS, very little is known about its mechanism of action, other than the suggestion that BosR activates rpoS transcription by binding to certain upstream regions of the gene. In our studies, we performed protein degradation assays and luciferase reporter assays for further understanding of BosR function. Our preliminary findings suggest that BosR is post-transcriptionally regulated by an unknown protease and may not need to bind to any rpoS upstream regions in order to activate transcription. We also describe the construction of luciferase reporter systems that will shed light on BosR’s mechanism of action. We postulate the provocative possibility that unlike its homologs Fur and PerR in other bacterial systems, BosR may not utilize a DNA-binding mechanism in order to fulfill its role as a transcriptional regulator to modulate virulence gene expression.

Le sélénium est un élément trace connu pour son caractère essentiel au développement de nombreux organismes vivants mais également pour ses effets bénéfiques sur la santé humaine. Les recherches effectuées ces cinq dernières années ont renforcé l'idée que ces propriétés seraient dues à la synthèse de sélénoprotéines chez les êtres vivants. Les méthodes classiques d'analyse protéomique ne sont pas adaptées à l'identification ciblée de ces sélénoprotéines très minoritaires. Les travaux de cette thèse ont consisté à développer des méthodes complémentaires plus spécifiques et sensibles en vue de leur détection et de leur identification. Un étalon protéique sélénié stable a été produit pour développer ces méthodes. Le couplage de l'ablation laser et de la spectrométrie de masse couplée à un plasma induit (LA-ICP-MS) a été mis en oeuvre pour la détection des sélénoprotéines après une séparation par électrophorèse sur gel de polyacrylamide (PAGE). Le dispositif d'ablation laser conventionnel a ici été amélioré avec un laser femtoseconde à balayage très rapide permettant une détection plus sensible des sélénoprotéines dans les échantillons biologiques. Une fois détectées, les sélénoprotéines ont été identifiées en spectrométrie de masse moléculaire. Pour cela les sélénopeptides issus de la digestion enzymatique des sélénoprotéines sont d'abord repérés en nanochromatographie couplée à l'ICP-MS puis séquencés en nanochromatographie couplée à la spectrométrie de masse en tandem à ionisation électrospray (nanoHPLC-ESI-MS/MS). La procédure en LA-ICP-MS développée a notamment permis la détection de nouvelles sélénoprotéines chez la bactérie Desulfococcus multivorans. La procédure d'identification a été validée sur deux sélénoprotéines purifiées thiorédoxine réductase et glutathione peroxydase carboxyméthylée. La méthodologie développée contribuera à l'identification de nouvelles sélénoprotéines pour une meilleure compréhension des rôles physiologiques de ces molécules chez de nombreux êtres vivants.