Projet ANR-12-JSV8-0002 – acidstress : La réponse bactérienne au stress acide: analyse des relations structure-fonction du système de la décarboxylase à lysine
Programme : JCJC - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (JCJC SVSE 8) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Irina GUTSCHE (Unit of Virus Host Cell Interactions)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 193480.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Les bactéries entériques comme Escherichia coli, Salmonella typhimirium et Vibrio cholera ont acquis une vaste gamme de systèmes de réponse au stress acide afin de contrecarrer l’acidité extrême rencontrée lorsqu’elles envahissent les systèmes digestifs ou urinaires de leurs hôtes. Ce projet vise à analyser les relations structure-fonction du système de la décarboxylase à lysine inductible afin de mieux comprendre le mécanisme de son fonctionnement et son rôle dans la résistance au stress acide, et d'explorer son lien nouvellement décrit avec la réponse stringente. En effet, nous avons récemment découvert que la LdcI interagissait fortement avec l’alarmone, l’effecteur responsable de la réponse stringente chez tous les procaryotes. Par ailleurs, nous avons montré que la LdcI interagissait avec une nouvelle AAA+ ATPase RavA qui semble avoir évoluée expressément dans le but de se lier à la LdcI. Qui plus est, nous avons établi que la RavA réduisait l’inhibition de l’activité de la LdcI par l’alarmone in vitro comme in vivo. Nous avons résolu les structures radiocristallographiques du decamère de LdcI et du monomère de RavA, et obtenu des reconstructions tridimensionnelles de la LdcI, de l’hexamère RavA-ADP  et du complexe LdcI-RavA-ADP par microscopie électronique. Ce dernier complexe s’est révèlé être une structure en cage étonnante composée de deux decamères de LdcI reliés entre eux par cinq hexamères de RavA. Une combinaison entre les structures cristallographiques et les cartes de basse résolution de microscopie électronique, nous a permis de proposer un modèle atomique de l’hexamère de RavA et d’appréhender les principes de base de son interaction avec la LdcI. De plus, nous avons des évidences de l’existence d’un complexe ternaire entre la LdcI, la RavA et une nouvelle protéine ViaA au domaine de fixation d’un cofacteur métallique VWA. Dans le cadre de ce projet, nous continuerons à explorer l’interaction entre la LdcI, la RavA, la ViaA, les nucléotides comme source d’énergie pour la RavA et l’alarmone comme molécule signale de stress, par une approche intégrée multi-niveaux associant la biologie structurale, moléculaire et cellulaire. Dans le cadre de la présente demande de subvention, nous mettrons l'accent sur l'analyse de ce système crucial de réponse des bactéries entériques au stress acide, par la cryomicroscopie électronique de haute résolution. La compréhension de ces interactions est d’un intérêt majeur pour deux raisons. Premièrement, cette connaissance serait d’utilité clinique car le pouvoir infectieux des bactéries est en rapport avec leur capacité de résistance au stress acide. Ainsi, le blocage ou la régulation de l’interaction de la LdcI avec ses partenaires est une cible potentielle pharmaceutique. Deuxièmement, une compréhension de l’interaction dans un complexe supramoléculaire aussi fascinant que le LdcI-RavA contribuerait fortement à l’élargissement et à l’approfondissement de notre vision des principes de base régissant la reconnaissance spécifique protéine-protéine, qui joue le rôle centrale dans tous les processus biologiques.