Etude de l'enzyme MurG impliquée dans les étapes membranaires de la biosynthèse de la paroi bactérienne

L uridine diphospho-N-acétylglucosamine:N-acétylmuramyl-(pentapeptide) pyrophosphoryl-undécaprénol N-acétylglucosamine transférase, MurG, est une enzyme essentielle de la voie de biosynthèse du peptidoglycane, une macromolécule majeure de la paroi bactérienne. Cette enzyme catalyse l une des étapes membranaires de la biosynthèse, à savoir la dernière étape avant la polymérisation du peptidoglycane.Sa présence en faible quantité et sa localisation au niveau de la face interne de la membrane cytoplasmique rendaient l étude de MurG difficile. La construction de vecteurs de surproduction et la mise au point de techniques d extraction et de purification ont permis de purifier cette enzyme en quantité suffisante pour son étude biochimique.L alignement de séquences de protéines MurG de différentes espèces bactériennes a permis de mettre en évidence des motifs fortement conservés, spécifiques des protéines MurG et dans lesquels plusieurs résidus sont totalement invariants. Des expériences de mutagenèse dirigée ont permis de produire des protéines MurG de E. coli dont l un des résidus fortement conservés est substitué par une alanine.L étude des paramètres cinétiques de la forme sauvage et des formes mutées de l enzyme MurG, et l étude de l effet du pH sur ces enzymes ont confirmé l importance des résidus que nous avons choisi de muter pour l activité enzymatique.Par ailleurs, la capacité de l enzyme à catalyser la synthèse de lipide II en présence d un analogue de l UDP-N-acétylglucosamine, l UDP-glucosamine, a été testée;la transférase MurG semble incapable de synthétiser du lipide II à glucosamine alors que seule une fonction N-acétyle la différencie du substrat naturel.The uridine diphospho-N-acetylglucosamine:N-acetylmuramyl-(pentapeptide) pyrophosporyl-undecaprenol N-acetylglucosamine transferase, MurG, is an essential enzyme of the biosynthesis pathway of peptidoglycan, a major macromolecule of bacterial cell wall. It catalyses one of the two membrane steps from this pathway, the last step before the polymerisation of peptidoglycan. This one is a major macromolecule.The MurG study was difficult owing to its presence in small amounts and its localization at the inner face of the membrane. Vectors were constructed in order to overproduce MurG, and extraction and purification techniques were improved so that MurG could be produced and purified in sufficient enough amount for its biochemical study.The sequence alignment of MurG proteins of different bacterial species allowed the display of highly conserved patterns which are specific to MurG proteins and in which some residues are completely invariant residues.Site-directed mutagenesis experiments allowed the production of E.coli MurG proteins in which one of the highly conserved residues is changed into alanine.The kinetic parameters study from the wild type and the mutated forms of MurG, and the pH effect on this enzymes confirmed the importance for the MurG activity of the residues that were chosen for mutagenesis.Moreover, the enzyme ability to catalyse lipid II synthesis in presence of an analogue of UDP-N-acetylglucosamine, UDP-glucosamine, was tested; the MurG transferase does not seem to be able to synthesize glucosamine-lipide II although the only difference with the natural substrate is the absence of the N-acetyl group.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Contrôle de surveillance benthique de la Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE). Année 2017. District Artois-Picardie

This report deals with results of monitoring carried out in 2017 for the area concerned by the Artois-Picardie water district.Ce rapport présente les résultats des opérations menées en 2017, sur l’ensemble des masses d’eau côtières et de transition rattachées au district Artois-Picardie

Contrôle de surveillance benthique de la Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE). Année 2018. District Artois-Picardie

This report deals with results of monitoring carried out in 2018 for the area concerned by the Artois-Picardie water district.Ce rapport présente les résultats des opérations menées en 2018, sur l’ensemble des masses d’eau côtières et de transition rattachées au district Artois-Picardie

Contrôle de surveillance benthique de la Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE). Année 2020. District Artois-Picardie

This report deals with results of monitoring carried out in 2020 for the area concerned by the Artois-Picardie water district.Ce rapport présente les résultats des opérations menées en 2020, sur l’ensemble des masses d’eau côtières et de transition rattachées au district Artois-Picardie

Diagnostic d’eutrophisation des zones humides chassées des Hauts de France

La Fédération Régionale des Chasseurs (FRC) des Hauts de France a contacté l’Université duLittoral Côte d’Opale et son Centre Commun de Mesures, ainsi que le Laboratoired’Océanologie et de Géosciences pour établir un diagnostic d’eutrophisation des zoneshumides chassées de la région, et trouver des solutions pour endiguer le problème, le caséchéant. En effet, les résultats à un questionnaire de la FRC envoyé à ses membres indiquentque 58% des propriétaires de zones humides chassées ayant répondu (>800) rencontrent desproblèmes grandissants de gestion à cause de proliférations d’algues filamenteuses, delentilles d’eau, d’eaux vertes, et/ou d’envasement important. Le diagnostic, mené d’avril àseptembre 2018 sur 26 zones humides chassées réparties équitablement sur les 4départements, montre que la majorité d’entres-elles sont dans un état physico-chimique etbiologique médiocre voire mauvais. Celles du Nord souffrent principalement d’un excès dephosphore et de proliférations de cyanobactéries potentiellement toxiques, rendant les eauxvertes et fortement turbides, tandis que celles de la Somme et de l’Aisne souffrent plutôt d’unexcès de nitrates+nitrites engendrant des proliférations d’algues filamenteuses. Pour le Pasde-Calais, les raisons varient d’une ZH à l’autre. De manière générale, il apparaît que (1) lesdynamiques du phosphore et de l’azote Kjeldahl sont indépendantes de celle desnitrates+nitrites, (2) plus l’eau de la zone humide est riche en nitrates+nitrites plus il y ad’algues filamenteuses, et (3) une pollution au phosphore favorise les proliférationsphytoplanctoniques dominées par les cyanobactéries potentiellement toxiques, engendrant deseaux vertes et turbides. D’autre part, cette étude montre que l’indice IPLAC, développé en2016 par l’IRSTEA en collaboration avec l’ONEMA pour évaluer l’état de santé écologiquedes lacs français d’intérêt public, est applicable aux zones humides. Comme constaté par lesauteurs de cet indice, l’indice IPLAC est inversement et significativement lié aux phosphates,au phosphore total, à l’azote Kjeldahl, à la biomasse chlorophyllienne, à la turbidité, et auxproliférations de cyanobactéries. Il est donc un bon indicateur d’une pollution par lephosphore principalement, qui engendre des proliférations de cyanobactéries, une coloration« verte » de l’eau, et une certaine turbidité de l’eau. Par contre, l’indice IPLAC est inefficacepour tracer les pollutions par les nitrates et l’accumulation conséquente d’alguesfilamenteuses. Un bio-indicateur complémentaire doit donc être développé pour évaluerpleinement l’état de santé écologique d’une zone humide. Des solutions pour mitigerl’eutrophisation des zones humides échantillonnées, lorsque c’est le cas, sont proposées àchaque propriétaire sous forme de fiche individuelle. Cependant, l’idéal serait de traiter lescauses plutôt que les symptômes, c’est à dire réduire les sources de pollution à l’échelle dubassin versant. C’est particulièrement urgent pour mitiger les blooms de cyanobactériespotentiellement toxiques, dont les spécialistes prédisent une augmentation importante de leurfréquence, durée, et ampleur, en raison du réchauffement climatique

Contrôle de surveillance benthique de la Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE). Année 2021. District Artois-Picardie

This report deals with results of monitoring carried out in 2021 for the area concerned by the Artois-Picardie water district.Ce rapport présente les résultats des opérations menées en 2021, sur l’ensemble des masses d’eau côtières et de transition rattachées au district Artois-Picardie

Underwater light climate and wavelength dependence of microalgae photosynthetic parameters in a temperate sea

International audienceStudying how natural phytoplankton adjust their photosynthetic properties to the quantity and quality of underwater light ( i.e . light climate) is essential to understand primary production. A wavelength-dependent photoacclimation strategy was assessed using a multi-color pulse-amplitude-modulation chlorophyll fluorometer for phytoplankton samples collected in the spring at 19 locations across the English Channel. The functional absorption cross section of photosystem II, photosynthetic electron transport (PET λ ) parameters and non-photochemical quenching were analyzed using an original approach with a sequence of three statistical analyses. Linear mixed-effects models using wavelength as a longitudinal variable were first applied to distinguish the fixed effect of the population from the random effect of individuals. Population and individual trends of wavelength-dependent PET λ parameters were consistent with photosynthesis and photoacclimation theories. The natural phytoplankton communities studied were in a photoprotective state for blue wavelengths (440 and 480 nm), but not for other wavelengths (green (540 nm), amber (590 nm) and light red (625 nm)). Population-detrended PET λ values were then used in multivariate analyses (partial triadic analysis and redundancy analysis) to study ecological implications of PET λ dynamics among water masses. Two wavelength ratios based on the microalgae saturation parameter E k (in relative and absolute units), related to the hydrodynamic regime and underwater light climate, clearly confirmed the physiological state of microalgae. They also illustrate more accurately that natural phytoplankton communities can implement photoacclimation processes that are influenced by in situ light quality during the daylight cycle in temporarily and weakly stratified water. Ecological implications and consequences of PET λ are discussed in the context of turbulent coastal ecosystems

Diagnostic d’eutrophisation des zones humides chassées des Hauts de France

La Fédération Régionale des Chasseurs (FRC) des Hauts de France a contacté l’Université duLittoral Côte d’Opale et son Centre Commun de Mesures, ainsi que le Laboratoired’Océanologie et de Géosciences pour établir un diagnostic d’eutrophisation des zoneshumides chassées de la région, et trouver des solutions pour endiguer le problème, le caséchéant. En effet, les résultats à un questionnaire de la FRC envoyé à ses membres indiquentque 58% des propriétaires de zones humides chassées ayant répondu (>800) rencontrent desproblèmes grandissants de gestion à cause de proliférations d’algues filamenteuses, delentilles d’eau, d’eaux vertes, et/ou d’envasement important. Le diagnostic, mené d’avril àseptembre 2018 sur 26 zones humides chassées réparties équitablement sur les 4départements, montre que la majorité d’entres-elles sont dans un état physico-chimique etbiologique médiocre voire mauvais. Celles du Nord souffrent principalement d’un excès dephosphore et de proliférations de cyanobactéries potentiellement toxiques, rendant les eauxvertes et fortement turbides, tandis que celles de la Somme et de l’Aisne souffrent plutôt d’unexcès de nitrates+nitrites engendrant des proliférations d’algues filamenteuses. Pour le Pasde-Calais, les raisons varient d’une ZH à l’autre. De manière générale, il apparaît que (1) lesdynamiques du phosphore et de l’azote Kjeldahl sont indépendantes de celle desnitrates+nitrites, (2) plus l’eau de la zone humide est riche en nitrates+nitrites plus il y ad’algues filamenteuses, et (3) une pollution au phosphore favorise les proliférationsphytoplanctoniques dominées par les cyanobactéries potentiellement toxiques, engendrant deseaux vertes et turbides. D’autre part, cette étude montre que l’indice IPLAC, développé en2016 par l’IRSTEA en collaboration avec l’ONEMA pour évaluer l’état de santé écologiquedes lacs français d’intérêt public, est applicable aux zones humides. Comme constaté par lesauteurs de cet indice, l’indice IPLAC est inversement et significativement lié aux phosphates,au phosphore total, à l’azote Kjeldahl, à la biomasse chlorophyllienne, à la turbidité, et auxproliférations de cyanobactéries. Il est donc un bon indicateur d’une pollution par lephosphore principalement, qui engendre des proliférations de cyanobactéries, une coloration« verte » de l’eau, et une certaine turbidité de l’eau. Par contre, l’indice IPLAC est inefficacepour tracer les pollutions par les nitrates et l’accumulation conséquente d’alguesfilamenteuses. Un bio-indicateur complémentaire doit donc être développé pour évaluerpleinement l’état de santé écologique d’une zone humide. Des solutions pour mitigerl’eutrophisation des zones humides échantillonnées, lorsque c’est le cas, sont proposées àchaque propriétaire sous forme de fiche individuelle. Cependant, l’idéal serait de traiter lescauses plutôt que les symptômes, c’est à dire réduire les sources de pollution à l’échelle dubassin versant. C’est particulièrement urgent pour mitiger les blooms de cyanobactériespotentiellement toxiques, dont les spécialistes prédisent une augmentation importante de leurfréquence, durée, et ampleur, en raison du réchauffement climatique

SOMLIT-Wimereux (French research infrastructure ILICO) Long Time series in coastal and offshore waters of the eastern English Channel

The two SOMLIT-Wimereux time-series data characterize hydrology and plankton biomass and diversity of the eastern English Channel near Boulogne sur mer, located at 50°40,75'N and 1°31,17'E and 1° 24,64'E . Fortnightly measurements have been undertaken since 1998 by a laboratory involving the CNRS, University of Lille and ULCO, named the Laboratory of Oceanology and Geoscience (UMR 8187 LOG) since 2008 (https://log.cnrs.fr). The SOMLIT-Wimereux observation station is a part of the French monitoring network SOMLIT (https://www.somlit.fr/), accredited by the CNRS as a national Earth Science Observatory (Service National d’Observation : SNO). It aims to detect the long-term evolution of these ecosystems including both natural and anthropogenic forcings. The development of a systematic approach to observing coastal environments is the result of local initiatives, based either on opportunities or on a tradition of scientific culture specific to each Marine Station / Marine Laboratory. The federation of these efforts by four French coastal stations (Roscoff, Arcachon-Bordeaux, Marseille, and Villefranche-sur-Mer), through RESOMAR, led to the establishment of the Service d'Observation en Milieu Littoral (SOMLIT) in 1995. In 1996, SOMLIT was accredited by the INSU (Ocean-Atmosphere domain), giving it the status of National Observation Service (SNO). The first banked data appeared in January 1997. Following new evaluations, SOMLIT was again accredited in 2001, 2005, 2009, 2015, and 2020. Since its creation, various Marine Stations have joined SOMLIT: 1996: Roscoff, Arcachon-Bordeaux, Marseille, and Villefranche-sur-Mer 1997 : Banyuls-sur-Mer 1998 : Wimereux and Brest 2007 : Luc-sur-Mer 2011 : La Rochelle 2012 : Dinard 2015 : Sète 2017 : the station of Anglet started the acquisition of SOMLIT parameters. It is not yet in the labelled perimeter. SOMLIT currently includes 11 Marine Stations / Marine Laboratories within its certified perimeter and a Marine Station that acquires data according to SOMLIT protocols. In addition to the acquisition of all the parameters collected under the SNO SOMLIT, additional samples are taken by some LOG researchers to support other SNOs (PHYTOBS, U. Christaki) and related research activities related to the characterization of microbial diversity using molecular tools (S. Monchy & U. Christaki), microbial and phytoplanktonic dynamics using automated approaches (F. Artigas), photosynthetic activity using automated variable fluorescence (F. Lizon) and zooplankton diversity (A. Delegrange)

Catalytic mechanism of MraY and WecA, two paralogues of the polyprenyl-phosphate N-acetylhexosamine 1-phosphate transferase superfamily.

International audienceThe MraY transferase catalyzes the first membrane step of bacterial cell wall peptidoglycan biosynthesis, namely the transfer of the N-acetylmuramoyl-pentapeptide moiety of the cytoplasmic precursor UDP-MurNAc-pentapeptide to the membrane transporter undecaprenyl phosphate (C55P), yielding C55-PP-MurNAc-pentapeptide (lipid I). A paralogue of MraY, WecA, catalyzes the transfer of the phospho-GlcNAc moiety of UDP-N-acetylglucosamine onto the same lipid carrier, leading to the formation of C55-PP-GlcNAc that is essential for the synthesis of various bacterial cell envelope components. These two enzymes are members of the polyprenyl-phosphate N-acetylhexosamine 1-phosphate transferase superfamily, which are essential for bacterial envelope biogenesis. Despite the availability of detailed biochemical information on the MraY enzyme, and the recently published crystal structure of MraY of Aquifex aeolicus, the molecular basis for its catalysis remains poorly understood. This knowledge can contribute to the design of potential inhibitors. Here, we report a detailed catalytic study of the Bacillus subtilis MraY and Thermotoga maritima WecA transferases. Both forward and reverse exchange reactions required the presence of the second substrate, C55P and uridine monophosphate (UMP), respectively. Both enzymes did not display any pyrophosphatase activity on the nucleotide substrate. Moreover, we showed that the nucleotide substrate UDP-MurNAc-pentapeptide, as well as the nucleotide product UMP, can bind to MraY in the absence of lipid ligands. Therefore, our data are in favour of a single displacement mechanism. During this "one-step" mechanism, the oxyanion of the polyprenyl-phosphate attacks the β-phosphate of the nucleotide substrate, leading to the formation of lipid product and the liberation of UMP. The involvement of an invariant aspartyl residue in the deprotonation of the lipid substrate is discussed