Identification of the O-chain ligase in Brucella abortus

Résumé

Les bactéries Gram-négatives présentent à leur surface comme composant principal du lipopolysaccharide (LPS), formé de lipide A, d’un noyau de sucres et un long polysaccharide, nommé chaîne O. Brucella spp. est un genre comportant des pathogènes intracellulaires facultaire et présentant deux types de LPS, un rugueux et un lisse, le premier manquant la chaîne O. Alors que la ligase de la chaîne O, nécessaire à l’ajout de ce polysaccharide au reste du LPS, a été identifiée dans de nombreuses espèces bactériennes, cette protéine reste non-identifiée dans Brucella spp. Dans ce travail, nous avons visé à caractériser deux candidats putatifs. Bien que le premier candidat BAB2_0106, un homologue de Escherichia coli WaaL, n’a pas apporté de résultats indiquant cette protéine d’être la ligase de la chaîne O dans Brucella spp., le second candidat BAB1_0639 (wadA) s’est révélé intéressant. Premièrement, nous avons pu déterminer l’essentialité de wadA dans B. abortus, alors que ce gène se révèle non-essentiel dans B. melitensis, une espèce génétiquement proche. En outre, la possibilité de déléter ce gène exclusivement en absence de chaîne O suggère une toxicité potentiellement due à une accumulation de chaîne O sur son transporteur lipidique, le bactoprénol, auquel se lient également les précurseurs de peptidoglycans. Ainsi, la saturation de ce transporteur pourrait mener à une pénurie de synthèse de peptidoglycan. WadA a préalablement été identifiée en tant que glycosyltransférase ajoutant le dernier sucre du noyau LPS. De plus, nous avons pu identifier une deuxième activité putative à WadA avec un domaine agissant en tant que la ligase de la chaîne O. Cette activité de ligase de la chaîne O a été suggéré comme correcte suite aux résultats obtenus par Western Blot et par microscopie à immunofluorescence ayant démontrés une absence de chaîne O en délétant ce domaine exclusivement. De plus, nous avons démontré l’intérêt d’acides aminés chargées positivement dans ce domaine de ligase de chaîne O pour son activité catalytique. En outre, nous avons mis en évidence qu’un noyau LPS complet est requis à la stabilité de membrane et à la croissance bactérienne. Nous avons émis l’hypothèse que l’absence du dernier sucre pourrait perturber l’interaction avec des protéines de la membrane externe, comme par exemple avec des porines nécessaires à l’apport nutritionnel.
Globalement, nos données confèrent de nouvelles connaissances sur la voie de synthèse du LPS, en identifiant WadA en tant que ligase de la chaîne O dans Brcuella spp., ainsi qu’en décrivant pour la première fois une enzyme bifonctionnelle dans cette voie de synthèse.

la date de réponse	janv. 2022
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Xavier De Bolle (Promoteur)