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– GRONAG

Résumé de soumission

Les sucres aminés sont les composants essentiels de plusieurs types de molécules biologiques importantes. Les plus abondants sont la glucosamine (GlcN), la N-acétylglucosamine (GlcNAc) et les acides sialiques. Ils sont bien dispersés dans la nature et se trouvent dans des matériaux aussi divers que le peptidoglycane des parois bactériennes, les glycosaminoglycanes complexes des tissus des mammifères et la chitine des carapaces des crustacés. Les sucres aminés sont une source d'énergie pour plusieurs types de cellules. Leur dualité de fonction, anabolique et catabolique, implique que leur synthèse et leur dégradation doivent être contrôlées pour éviter qu'ils n'entrent dans un cycle aberrant ("futile") de synthèse et dégradation du GlcN6P . Chez E. coli, seule espèce où cette question a été abordée, le contrôle est exercé au moins à deux niveaux: Au niveau de l'expression des gènes par le facteur de transcription NagC, et au niveau de l'activité enzymatique par la régulation allostérique de l'enzyme glucosamine-6P désaminase (NagB). Notre projet aborde la question de la coordination de ces modes de contrôle par des approches complémentaires in vivo et in vitro chez les organismes modèles Gram-positif et Gram-négatif, B. subtilis et E. coli. Nos résultats antérieurs suggèrent que, en l'absence de sucres aminés exogènes chez E. coli, la régulation allostérique pourrait être importante pour garder l'enzyme dans un état de faible activité. La GlcN permet une vitesse de croissance plus faible que la GlcNAc liée à une faible induction de NagC pendant la croissance sur la GlcN. Le GlcNAc6P est le métabolite clé contrôlant l'activité de NagC et NagB, cependant les deux protéines semblent être sensibles à des gammes de concentration différentes. Nous voulons développer des techniques de mesure des concentrations du GlcN6P et du GlcNAc6P, qui, intégrées avec les données physiologiques et enzymatiques, permettront une description des flux des sucres aminés. Nous poursuivrons en parallèle l'étude du facteur de transcription, NagC, en utilisant la mutagenèse et la modélisation et dynamiques moléculaires pour disséquer son site pour la fixation du GlcNAc6P et le comparer à celui de NagB. Nous comptons également continuer l'étude de la spécificité de fixation de NagC à l'ADN et la recherche de nouveaux membres du régulon nag. Nous projetons d'appliquer notre analyse à B. subtilis, l'espèce modèle Gram+, où plusieurs indications suggèrent que le contrôle de l'utilisation des sucres aminés est très différent de chez E. coli. Le nombre et l'organisation des gènes, identifiés par leur similarité avec les équivalents chez E. coli, sont différents. Il y a deux gènes codants les orthologues de NagB, mais ni l'un ni l'autre ne sont allostériques. De plus, la GlcN est une meilleure source d'énergie que la GlcNAc chez B. subtilis. Nous étudierons les fonctions et régulations de ces gènes in vivo et caractériserons physiquement et cinétiquement les enzymes cruciales in vitro. Une étude génomique in silico des autres espèces bactériennes sera interprétée dans le contexte de nos résultats sur ces deux bactéries Gram+ et Gram-. Le peptidoglycane est la réserve majeure de sucres aminés chez les deux espèces et son recyclage influence la taille du pool de sucres aminés chez E. coli. Des gènes impliqués dans le métabolisme du peptidoglycane codent les facteurs de virulence chez plusieurs bactéries pathogènes et les produits de la dégradation du peptidoglycane sont les signaux qui provoquent la réponse immunitaire de l'hôte après infection par les bactéries comme Neisseria. Nous initierons une étude du recyclage du peptidoglycane chez B. subtilis, bactérie modèle des Gram+, dont un grand nombre sont des espèces pathogènes dangereuses.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

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Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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