A marine bacterial enzymatic cascade degrades the algal polysaccharide ulvan

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Caractérisation structurale d'états oligomériques de protéines impliquées dans l'homéostasie du fer : les protéines BolA et les glutarédoxines

Intermolecular interactions in living cells are complex and help convey the information indispensable to the survival of the organism at a given time. It even happens that various stakeholders are involved at different stages of the same process. Among many biological processes present within living cells, the biogenesis of iron-sulfur clusters appears to be very complex. This complexity is probably related to cellular toxicity of both free iron and free sulfur. Thus the different stages of iron-sulfur clusters biosynthesis must be tightly regulated. Recent studies highlight that BolA proteins and class II glutaredoxins are involved in iron homeostasis probably by acting alone or in a concerted manner. However, the current function of these proteins in the various steps of the iron-sulfur clusters biogenesis is yet unidentified. To better understand how BolA proteins and glutaredoxins fulfill their biological function, we studied throughout this PhD work the ability of Arabidopsis thaliana proteins to form homodimers and heterodimers. To do this, X-ray crystallography, nuclear magnetic resonance and other spectroscopic methods were used to structurally characterize the different oligomeric states of these two proteinsLes interactions intermoléculaires au sein des êtres vivants sont complexes et permettent de véhiculer l’information nécessaire à la survie de l’organisme à un moment donné. Il arrive même que certains intervenants soient impliqués à différents stades d’un même processus. Parmi les très nombreux processus biologiques présents au sein des cellules, la biogénèse des centres fer-soufre apparaît être très complexe. Cette complexité est probablement reliée à la toxicité cellulaire du fer libre et du soufre libre. Ainsi les différentes étapes de la création des centres fer-soufre doivent être étroitement régulées. Des études récentes montrent que les protéines BolA et les glutarédoxines de classe II sont impliquées dans l’homéostasie du fer en intervenant seules ou de manière concertée. Cependant, la fonction réelle de ces protéines notamment aux différents stades de la biogénèse des centres fer-soufre reste encore que très peu connue. Afin de mieux comprendre la capacité des protéines BolA et glutarédoxines à jouer leur fonction biologique, nous avons étudié à travers ce travail de thèse la capacité des protéines BolA et glutarédoxines d’Arabidopsis thaliana, à former des homodimères et des hétérodimères. Pour ce faire, la cristallographie des rayons X, la résonance magnétique nucléaire et d’autres méthodes spectroscopiques ont été utilisées pour caractériser structuralement les différents états oligomériques de ces deux protéine

Structural characterization of oligomeric states of proteins involved in iron homeostasis : BolA proteins and glutaredoxins

Les interactions intermoléculaires au sein des êtres vivants sont complexes et permettent de véhiculer l’information nécessaire à la survie de l’organisme à un moment donné. Il arrive même que certains intervenants soient impliqués à différents stades d’un même processus. Parmi les très nombreux processus biologiques présents au sein des cellules, la biogénèse des centres fer-soufre apparaît être très complexe. Cette complexité est probablement reliée à la toxicité cellulaire du fer libre et du soufre libre. Ainsi les différentes étapes de la création des centres fer-soufre doivent être étroitement régulées. Des études récentes montrent que les protéines BolA et les glutarédoxines de classe II sont impliquées dans l’homéostasie du fer en intervenant seules ou de manière concertée. Cependant, la fonction réelle de ces protéines notamment aux différents stades de la biogénèse des centres fer-soufre reste encore que très peu connue. Afin de mieux comprendre la capacité des protéines BolA et glutarédoxines à jouer leur fonction biologique, nous avons étudié à travers ce travail de thèse la capacité des protéines BolA et glutarédoxines d’Arabidopsis thaliana, à former des homodimères et des hétérodimères. Pour ce faire, la cristallographie des rayons X, la résonance magnétique nucléaire et d’autres méthodes spectroscopiques ont été utilisées pour caractériser structuralement les différents états oligomériques de ces deux protéinesIntermolecular interactions in living cells are complex and help convey the information indispensable to the survival of the organism at a given time. It even happens that various stakeholders are involved at different stages of the same process. Among many biological processes present within living cells, the biogenesis of iron-sulfur clusters appears to be very complex. This complexity is probably related to cellular toxicity of both free iron and free sulfur. Thus the different stages of iron-sulfur clusters biosynthesis must be tightly regulated. Recent studies highlight that BolA proteins and class II glutaredoxins are involved in iron homeostasis probably by acting alone or in a concerted manner. However, the current function of these proteins in the various steps of the iron-sulfur clusters biogenesis is yet unidentified. To better understand how BolA proteins and glutaredoxins fulfill their biological function, we studied throughout this PhD work the ability of Arabidopsis thaliana proteins to form homodimers and heterodimers. To do this, X-ray crystallography, nuclear magnetic resonance and other spectroscopic methods were used to structurally characterize the different oligomeric states of these two protein

Structural characterization of oligomeric states of proteins involved in iron homeostasis : BolA proteins and glutaredoxins

Les interactions intermoléculaires au sein des êtres vivants sont complexes et permettent de véhiculer l’information nécessaire à la survie de l’organisme à un moment donné. Il arrive même que certains intervenants soient impliqués à différents stades d’un même processus. Parmi les très nombreux processus biologiques présents au sein des cellules, la biogénèse des centres fer-soufre apparaît être très complexe. Cette complexité est probablement reliée à la toxicité cellulaire du fer libre et du soufre libre. Ainsi les différentes étapes de la création des centres fer-soufre doivent être étroitement régulées. Des études récentes montrent que les protéines BolA et les glutarédoxines de classe II sont impliquées dans l’homéostasie du fer en intervenant seules ou de manière concertée. Cependant, la fonction réelle de ces protéines notamment aux différents stades de la biogénèse des centres fer-soufre reste encore que très peu connue. Afin de mieux comprendre la capacité des protéines BolA et glutarédoxines à jouer leur fonction biologique, nous avons étudié à travers ce travail de thèse la capacité des protéines BolA et glutarédoxines d’Arabidopsis thaliana, à former des homodimères et des hétérodimères. Pour ce faire, la cristallographie des rayons X, la résonance magnétique nucléaire et d’autres méthodes spectroscopiques ont été utilisées pour caractériser structuralement les différents états oligomériques de ces deux protéinesIntermolecular interactions in living cells are complex and help convey the information indispensable to the survival of the organism at a given time. It even happens that various stakeholders are involved at different stages of the same process. Among many biological processes present within living cells, the biogenesis of iron-sulfur clusters appears to be very complex. This complexity is probably related to cellular toxicity of both free iron and free sulfur. Thus the different stages of iron-sulfur clusters biosynthesis must be tightly regulated. Recent studies highlight that BolA proteins and class II glutaredoxins are involved in iron homeostasis probably by acting alone or in a concerted manner. However, the current function of these proteins in the various steps of the iron-sulfur clusters biogenesis is yet unidentified. To better understand how BolA proteins and glutaredoxins fulfill their biological function, we studied throughout this PhD work the ability of Arabidopsis thaliana proteins to form homodimers and heterodimers. To do this, X-ray crystallography, nuclear magnetic resonance and other spectroscopic methods were used to structurally characterize the different oligomeric states of these two protein

Identification of mitochondrial ferredoxin partners from Arabidospis thaliana leaves

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Study of Arabidopsis thaliana BolA2 : Structure, Dynamics and Interaction with Glutaredoxins

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Structural characterization of BolA-metal complexes through Sinorhizobium meliloti YrbA

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Dithiol disulphide exchange in redox regulation of chloroplast enzymes in response to evolutionary and structural constraints

Redox regulation of chloroplast enzymes via disulphide reduction is believed to control the rates of CO2 fixation. The study of the thioredoxin reduction pathways and of various target enzymes lead to the following guidelines:i) Thioredoxin gene content is greatly higher in photosynthetic eukaryotes compared to prokaryotes;ii) Thioredoxin-reducing pathways have expanded in photosynthetic eukaryotes with four different thioredoxin reductases and the possibility to reduce some thioredoxins via glutaredoxins;iii) Some enzymes that were thought to be strictly linked to photosynthesis ferredoxin-thioredoxin reductase, phosphoribulokinase, ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, sedoheptulose-1,7-bisphosphatase are present in non-photosynthetic organisms;iv) Photosynthetic eukaryotes contain a genetic patchwork of sequences borrowed from prokaryotes including α–proteobacteria and archaea;v) The introduction of redox regulatory sequences did not occur at the same place for all targets. Some possess critical cysteines in cyanobacteria, for others the transition occurred rather at the green algae level;vi) Generally the regulatory sites of the target enzymes are distally located from the catalytic sites. The cysteine residues are generally not involved in catalysis. Following reduction, molecular movements open the active sites and make catalysis possible;vii) The regulatory sequences are located on surface-accessible loops. At least one instance they can be cut out and serve as signal peptides for inducing plant defence

X-ray structures of Nfs2, the plastidial cysteine desulfurase from Arabidopsis thaliana

International audienceThe chloroplastic Arabidopsis thaliana Nfs2 (AtNfs2) is a group II pyridoxal 5'-phosphate-dependent cysteine desulfurase that is involved in the initial steps of iron-sulfur cluster biogenesis. The group II cysteine desulfurases require the presence of sulfurtransferases such as SufE proteins for optimal activity. Compared with group I cysteine desulfurases, proteins of this group contains a smaller extended lobe harbouring the catalytic cysteine and have a beta-hairpin constraining the active site. Here, two crystal structures of AtNfs2 are reported: a wild-type form with the catalytic cysteine in a persulfide-intermediate state and a C384S variant mimicking the resting state of the enzyme. In both structures the well conserved Lys241 covalently binds pyridoxal 5'-phosphate, forming an internal aldimine. Based on available homologous bacterial complexes, a model of a complex between AtNfs2 and the SufE domain of its biological partner AtSufE1 is proposed, revealing the nature of the binding sites

Deciphering the functions and partners of mitochondrial ferredoxins from Arabidopsis thaliana

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