Sécrétion des protéines chez les streptomycètes

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Projet. Sécrétion des protéines chez les Streptomycètes Présents dans le sol, les Streptomycètes sécrètent de nombreuses enzymes leur permettant de dégrader une variété de substrats qui assurent en retour leur survie dans un environnement complexe en perpétuel changement. Chez la plupart des bactéries, la majorité des protéines sont sécrétées par le système général de sécrétion Sec. Ce système sécrète des protéines non repliées mais qui vont acquérir leur repliement final après sécrétion. Un nouveau système de sécrétion a été décrit soit le système Tat qui sécrète des protéines déjà repliées dans le cytoplasme. Une analyse informatique a prédit que Streptomyces coelicolor, dont la séquence génomique est connue, contient la plus grande quantité de protéines sécrétées par le système Tat parmi les 84 génomes bactériens analysés. Pas moins de 129 protéines susceptibles d'être sécrétées par ce système ont été prédites en se basant sur les caractéristiques du peptide signal principalement sur la présence invariable d'un doublet arginine à l'intérieur d'une séquence consensus S/TRRXFLK dans laquelle les autres résidus sont présents avec une très haute fréquence. Cependant ces prédictions ont une valeur limitée si elles ne sont pas validées par des études biochimiques. Nous disposons d'un mutant du gène tatC qui code pour une protéine essentielle au fonctionnement du système de sécrétion Tat dans Streptomyces lividans un très proche parent de S. coelicolor (par exemple les gènes tat des deux souches ont 96.6% d'homologie entre eux). Cette mutation empêche la sécrétion de la xylanase C une protéine exclusivement Tat-dépendante. Ainsi, les résultats acquis avec S. lividans peuvent être transposés chez S. coelicolor. Un mutant ΔtatC de S.coelicolor sera construit.  En séparant les protéines du surnageant de culture de S. coelicolor, dans la souche normale et mutée par électrophorèse sur gel en deux dimensions, suivi d'une analyse des protéines par spectrométrie de masse, il sera possible de mettre en évidence des protéines spécifiquement sécrétées par le système Tat et qui devraient normalement être absentes du mutant ΔtatC. Le choix des substrats de croissance pour la bactérie sera déterminant puisque certaines protéines sont induites seulement en présence d'un substrat spécifique. De plus, certaines protéines Tat-dépendantes sont des constituantes de la membrane cytoplasmique et de la paroi cellulaire, donc ces deux fractions seront elles aussi analysées par les mêmes méthodes. La mutation du gène tatC n'est pas létale ce qui suggère que les protéines Tat-dépendantes ne sont pas essentielles à la survie de la souche. Il se peut aussi que la sécrétion de ces dernières soient redirigées vers le système Sec et sécrétées d'une manière certes moins efficace, mais néanmoins suffisante pour assurer la survie de la souche. La distribution des protéines Tat-dépendantes au cours de la croissance sera analysée et comparée à celle des protéines Sec-dépendantes dont il est généralement admis qu'elles sont sécrétées à la fin de la phase exponentielle et en début de phase stationnaire. Le mutant ΔtatC pousse de façon dispersée alors que la souche sauvage forme des agrégats en milieu liquide, d'autre part les cellules du mutant sont plus fragiles que celles de la souche sauvage indiquant que quelques protéines structurelles Tat-dépendantes sont absentes de la membrane et de la paroi cellulaire du mutant. L'analyse des protéines de ces deux fractions permettra peut-être d'en identifier quelques unes responsables du phénotype observé chez le mutant ΔtatC.