Les lipases/acyltransférases homologues à CpLIP2 de Candida parapsilosis forment un groupe phylogénétique marqué (au moins 56% d’identité entre les séquences protéiques) . Elles partagent le phénotype d’une activité significative d’acyltransfert, et ce, même dans un milieu aqueux avec une forte activité thermodynamique de l’eau (aW > 0.95), mais diffèrent dans leurs spécificités de substrats. L’identification et la caractérisation de nouvelles lipases/acyltransférases, CalLAc8 et CalLAc5 de Candida albicans et CduLAc de Candida dublininensis, ont apporté de nouveaux éclaircissements sur les relations structure/fonction au sein de cette famille particulière. Dans un premier temps, une définition claire et une méthodologie simple pour évaluer la capacité des enzymes lipolytiques à catalyser l’acyltransfert ont été élaborées. Puis, une stratégie d’ingénierie des protéines, basée sur une analyse comparative des structures 3D et de la mutagénèse dirigée, a été appliquée dans le but d’identifier les déterminants structuraux impliqués dans l’activité d’acyltransfert et la spécificité de substrat des lipases/acyltransférases. Il a été démontré que le caractère hydrophobe d’une cavité située sous le site actif était déterminant pour l’activité de transfert en favorisant les nucléophiles moins polaires que l’eau dans l’étape de désacylation du mécanisme catalytique. Ainsi, des mutants améliorés de plusieurs enzymes sauvages ont pu être élaborés. En parallèle, des enzymes chimériques ont été construites sur la base d’échanges rationnels de sous-domaines (corps principal, chapeau et volet C-terminal). Leur caractérisation a confirmé le rôle du chapeau dans la spécificité de substrat et le rôle principal de « l’acyltransfer pocket » dans la capacité d’acyltransfert. Une potentielle protéine ancestrale de la famille PaleoLAc a également été conçue pour trouver de nouveaux résidus clés et donner un aperçu de l’histoire évolutive de la spécificité de substrats. / Lipases/acyltransferases homologous to CpLIP2 from Candida parapsilosis constitute a consistent phylogenetic subgroup with at least 56% identity. They share the phenotype of a significant acyltransfer activity, even in aqueous media with a high thermodynamic activity of water (aW > 0.95), but are divergent in their substrate specificities. The identification and the characterization of new lipases/acyltransferases, CalLAc8 and CalLAc5 from Candida albicans and CduLAc from Candida dublininensis, brought new enlightenments to the structure/function relationships in this peculiar family. After the elaboration of a clear definition and a simple methodology to assess the acyltransferase character of lipolytic enzymes, a rational design strategy, based on comparative 3D structure analysis and site-directed mutagenesis, was applied to find structural determinants of the acyltransfer ability and the substrate specificities of lipases/acyltransferases. It was evidenced that the hydrophobicity of a cavity located under the active site was determinant for the acyltransfer activity. This allowed the improvement of the acyltransfer activity of several natural enzymes. In parallel, chimeric enzymes with rational exchanges of protein subdomains (main core, cap and C-term flap) were designed, and their characterization confirmed the role of the cap in the substrates specificity and the main role of the acyltransfer pocket in the acyltransfer ability. A putative ancestral protein of the family PaleoLAc was also designed to find new key residues and to give insights on the evolutionary history of the substrate specificities.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2016MONTT183 |
| Date | 15 December 2016 |
| Creators | Jan, Anne-Hélène |
| Contributors | Montpellier, Dubreucq, Eric |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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