La respiration est un processus fondamental qui doit être optimisé en réponse aux besoins cellulaires et aux conditions environnementales. Il a été démontré que la localisation subcellulaire dynamique du complexe nitrate réductase (NR) chez la bactérie E. coli est un moyen efficace de contrôler le flux d’électrons au cours la respiration nitrate.Pendant ma thèse, deux questions ont été posées : (i) Quels sont les facteurs moléculaires impliqués dans le mécanisme de localisation de la nitrate réductase ? (ii) Comment rendre compte de l’augmentation du flux d’électron dans la chaîne respiratoire lorsque le complexe est localisé aux pôles de la cellule ?Dans un premier temps, j’ai développé un crible génétique visant à identifier le ou les facteurs impliqués dans l’organisation spatiale de la nitrate réductase. En parallèle, j’ai mis en place une approche d’immunoprécipitation visant à identifier des protéines en interaction avec la NR lorsque celle-ci est localisée aux pôles. Cette approche associée à des expériences de microscopie à fluorescence nous ont permis de démontrer le regroupement de la formiate déshydrogénase FdnGHI avec la NR en condition de respiration nitrate expliquant l’importance de l’organisation spatiale de la NR pour l’efficacité de la chaîne respiratoire. Dans cet interactome, nous avons également identifié des acteurs impliqués dans l’homéostasie du NO qui est une molécule toxique dont la production est associée à l’optimisation de la respiration nitrate. Ainsi, le regroupement d’acteurs impliqués dans la chaîne de transfert d’électrons et dans l’homéostasie du NO semble être la clef du maintien de l’équilibre efficacité et toxicité. / Respiration is a fundamental process that must be optimized in response to metabolic demand and environmental changes. It has recently been demonstrated that dynamic subcellular localization of the respiratory complex nitrate reductase in E. coli is an efficient mean to control the electron flux during nitrate respiration, known to be crucial for gut colonization by enterobacteria when inflammation occurs.During my PhD, I focused on two key questions: (i) What are the molecular factors involved in the localization mechanism of nitrate reductase? (ii) How to account for the increase of the electron flux in the respiratory chain when the complex is localized at the cell poles? First, I designed a genetic screen aiming at identifying the underlying factor(s) involved in the spatial organization of nitrate reductase. Concomitantly, I implemented an immunoprecipitation approach to identify protein interacting with nitrate reductase when localized at the poles. Using this approach and fluorescence microscopy, we demonstrated the clustering of formate dehydrogenase FdnGHI and nitrate reductase at the poles under nitrate respiring condition. These data provide a mechanistic explanation on the importance of subcellular organization towards nitrate respiration efficiency. In this specific interactome of nitrate respiring condition, we also identified factors involved in NO homeostasis, a toxic compound resulting from the maximization of nitrate respiration. Hence, the clustering of actors involved in electron transfer and NO homeostasis seems to be the key to maintain the balance between maximizing electron flux and the resulting toxicity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2019AIXM0091 |
| Date | 14 March 2019 |
| Creators | Bulot, Suzy |
| Contributors | Aix-Marseille, Magalon, Axel |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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