Etude structurale de protéines périplasmiques d’Agrobacterium tumefaciens impliquées dans la virulence chez les plantes

Agrobactérium tumefaciens est un pathogène responsable de la maladie de la galle du collet affectantun spectre de plantes d’intérêt agronomique. Son pouvoir pathogène consiste en un processusspécialisé impliquant un transfert horizontal de gènes entre la bactérie et la plante. Ce phénomène estdécrit comme une colonisation génétique dans laquelle le transfert et l’expression d’un ensemble degènes de la bactérie dans la cellule végétale provoquent une prolifération cellulaire incontrôlée et lasynthèse de composés habituellement absents chez la plante, nommés opines.Les opines sont des composés quasi spécifiques d’une tumeur végétale induite par A. tumefaciens.Elles sont des médiateurs chimiques clés de l’interaction Agrobacterium – planteservant de source decarbone et d’azote spécifiques à la bactérie, et/ou, de signal inducteur du transfert par conjugaison duplasmide Ti d’A. tumefaciens, porteur de la plupart des déterminants du pouvoir pathogène. Leurentrée dans le cytoplasme d’A. tumefaciens se fait à l’aide d’un transporteur ABC associé à uneprotéine périplasmique de liaison (Periplasmic Binding Protein ou PBP). Ceci permet à la bactérie dese créer une niche écologique où la présence de ces substrats favorise la croissance et la disséminationd’A. tumefaciens.Dans ce travail, nous avons déterminé les structures des protéines périplasmiques NocT et OccJ dedeux modèles d’A. tumefaciens C58 et B6 respectivement, en présence et en absence de leur opineassociée : la nopaline et l’octopine.Les études d’interaction par microcalorimétrie ont montré que NocT et OccJ sont spécifiques de leuropine et l’analyse structurale des deux PBPs a permis de définir les résidus clés responsables de laspécificité aux opines. Chez NocT, Met 117, His 170 et Ser 207 sont les résidus signature de lafixation de la nopaline. Le mutant Met117Asn a permis de confirmer que cette méthionine a un rôlecrucial pour la spécificité de la nopaline. Chez OccJ, les résidus signature de la fixation de l‘octopinesont Asn 117, Thr 169, Asn 208 et l’Asn 208 semble être le résidu clé dans la sélectivité de l’octopine.L’ensemble de ce travail, contribue à une meilleure compréhension de la capacité d’A. tumefaciens àpercevoir de manière spécifique les opines

Partir de la culture audiovisuelle pour éduquer à l’image

Les images occupent une grande partie de notre quotidien quelles que soient leur forme ou leur nature (télévision, jeux vidéos, tablette…). On peut alors se demander comment nous devons les prendre en compte, en particulier lorsque des enfants se retrouvent face à elles. C’est pourquoi nous avons décidé de réaliser un mémoire sur l’éducation à l’image. Par la mise en place d’un dispositif didactique, nous chercherons à savoir comment bâtir une initiation au cinéma avec les élèves en prenant en compte leur culture audiovisuelle et ce qu’ils sont en tant que personnes. Le dispositif est mis en place dans une classe de CM1. Dans un premier temps, il s’agit de reproduire avec les moyens du bord un extrait issu d’un film faisant partie de leur culture. En ce qui concerne le choix du support, il s’est porté vers Star Wars puisque le dernier opus sortait au même moment. Dans un second temps, nous montrons aux élèves la même chose mais tourné différemment dans un film de cinéma d’art (2001 : l’Odyssée de l’espace) et nous analysons les points communs et divergents. L’extrait montre notamment des vaisseaux se déplaçant dans l’espace dans un silence pesant à l’opposé de Star Wars. Ainsi, les élèves rencontrent et découvrent autre chose que ce qu’ils ont l’habitude de voir. Ils apprennent donc à « goûter » à des objets culturels différents et sont amenés à avoir une prise de recul et un esprit critique par rapport à ce qu’ils voient. Cela devrait leur permettre de mieux appréhender et penser le monde complexe dans lequel nous vivons

Central ions and lateral asparagine/glutamine zippers stabilize the post-fusion hairpin conformation of the SARS coronavirus spike glycoprotein

AbstractThe coronavirus spike glycoprotein is a class I membrane fusion protein with two characteristic heptad repeat regions (HR1 and HR2) in its ectodomain. Here, we report the X-ray structure of a previously characterized HR1/HR2 complex of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein. As expected, the HR1 and HR2 segments are organized in antiparallel orientations within a rod-like molecule. The HR1 helices form an exceptionally long (120 Å) internal coiled coil stabilized by hydrophobic and polar interactions. A striking arrangement of conserved asparagine and glutamine residues of HR1 propagates from two central chloride ions, providing hydrogen-bonding “zippers” that strongly constrain the path of the HR2 main chain, forcing it to adopt an extended conformation at either end of a short HR2 α-helix

When the worst-case execution time estimation gains from the application semantics

International audienceCritical embedded systems are generally composed of repetitive tasks that must meet drastic timing constraints, such as termination deadlines. Providing an upper bound of the worst-case execution time (WCET) of such tasks at design time is thus necessary to prove the correctness of the system. Static timing analysis methods compute safe WCET upper bounds, but at the cost of a potentially large over-approximation. Over-approximation may come from the fact that WCET analysis may consider as potential worst-cases some executions that are actually infeasible, because of the semantics of the program and/or because they correspond to unrealistic inputs. In this paper, we introduce a complete semantic-aware WCET estimation workflow. We introduce some program analysis to find infeasible paths: they can be performed at design, C or binary level, and may take into account information provided by the user. We design an annotation-aware compilation process that enables to trace the infeasible path properties through the program transformations performed by the compilers. Finally, we adapt the WCET estimation tool to take into account the kind of annotations produced by the workflow

Structures and specificity of periplasmic binding proteins (PBP) for the mannityl-opines and Raffinose Family Oligosaccharides (RFO) in Agrobacterium tumefaciens

La bactérie Agrobacterium tumefaciens établit une relation à long terme avec les plantes. Elle peut avoir deux modes de vie : (1) pathogène lorsqu’elle possède le plasmide de virulence Ti (Tumor inducing) provoquant la maladie de la galle du collet caractérisée par la formation de tumeur chez la plante, (2) non pathogène vivant dans la rhizosphère. Dans ces deux modes de vie, Agrobacterium utilise les PBP (protéines périplasmiques de liaision) associées à des transporteurs ABC pour importer des molécules issues de plante servant de nutriments. La PBP sélectionne et fixe le ligand qu’elle apporte au transporteur ABC, qui permet son passage dans le cytoplasme grâce à l’hydrolyse de deux molécules d’ATP. La spécificité du transporteur entier dépend de la PBP. Les molécules transportées et dégradées par la bactérie apparaissent comme un avantage trophique pour la colonisation de l’environnement.Lorsqu’A. tumefaciens est pathogène, la bactérie transfère une partie de son plasmide Ti dans le génome des cellules végétales, induisant la production et sécrétion par la plante de composés spécifiques pour la bactérie, appelés opines. Une vingtaine d’opines sont connues à ce jour, et chacune d’elles peut être métabolisée par des souches d’A. tumefaciens. La souche B6 possède un pTi de type octopine, qui porte les gènes de métabolisme de la famille des mannityl-opines, composée de l’acide agropinique, l’agropine, l’acide mannopinique et la mannopine. D’après des études génétiques chez des souches de type octopine, les systèmes PBP-transporteur ABC associés sont respectivement AgaABCD, AgtABCD, MoaABCD et MotABCD.Dans la rhizosphère, les graines en germination influencent la composition de la rhizosphère et favorisent la croissance de microorganismes en libérant des molécules telles que les sucres de la famille du raffinose (RFO, Raffinose Family of Oligosaccharides). Des analyses in silico d’Agrobacterium fabrum C58 indiquent que la souche possèderait un opéron que nous avons appelé mel, proche de l’opéron agp chez Ensifer meliloti 1021 décrit comme responsable du transport et de la dégradation des RFO qui semble influer sur la survie de la bactérie dans la rhizosphère. Nous avons fait l’hypothèse que la PBP MelB de l’opéron mel chez A. fabrum C58 est responsable du transport des RFO.Mon travail de thèse a permis de finaliser la caractérisation structurale et biochimique des transporteurs des mannityl-opines et a permis l’identification et la caractérisation de MelB comme responsable de l’import des RFO et du galactinol (précurseur des RFO). Le transport et la dégradation des molécules transportées par ces PBP sont importants pour la colonisation de leur environnement.Agrobacterium tumefaciens bacterium establishes a long-term relationship with plants. It can have two lifestyles: (1) pathogenic when it harbors the virulence plasmid Ti (Tumor inducing) causing the crown gall disease characterized by tumor formation in plant, (2) non-pathogenic living in the rhizosphere. In these two lifestyles, Agrobacterium uses PBP (periplasmic binding proteins) associated with ABC transporters to import molecules from plants as nutrients. PBP selects and binds the ligand that it brings to the ABC transporter, which allows its passage into the cytoplasm by the hydrolysis of two ATP molecules. The specificity of the entire transporter depends on PBP. The molecules transported and degraded by the bacteria appear as a trophic advantage for the colonization of the environment.When A. tumefaciens is pathogenic, the bacterium transfers part of its Ti plasmid into the genome of plant cells, inducing the production and secretion by the plant of specific compounds for the bacterium, called opines. Twenty opines are known to date, and each of them can be metabolized by A. tumefaciens strains. The strain B6 possesses an octopine-type pTi, which harbors metabolism genes of the mannityl-opines family, composed of agropinic acid, agropine, mannopinic acid and mannopine. According to genetic studies in octopine type strains, the associated PBP-transporter ABC systems are AgaABCD, AgtABCD, MoaABCD and MotABCD, respectively.In the rhizosphere, germinating seeds influence the composition of the rhizosphere and promote the growth of microorganisms by releasing molecules such as Raffinose Family of Oligosaccharides (RFO). In silico analyzes of Agrobacterium fabrum C58 indicate that the strain possesses an operon we called mel, similar to the agp operon in Ensifer meliloti 1021 described as responsible for the transport and degradation of RFOs that appears to influence the survival of the bacterium in the rhizosphere. We hypothesized that the PBP MelB of the mel operon in A. fabrum C58 is responsible for the transport of the RFOs.My thesis work allowed to finalize the structural and biochemical characterization of mannityl-opines transporters and allowed the identification and characterization of MelB as responsible for the import of RFO and galactinol (precursor of the RFO). The transport and degradation of the molecules transported by these PBPs are important for the colonization of their environment

Structures et spécificités de protéines périplasmiques de liaison (PBP) des mannityl-opines et des sucres de la famille du raffinose (RFO) chez Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium tumefaciens bacterium establishes a long-term relationship with plants. It can have two lifestyles: (1) pathogenic when it harbors the virulence plasmid Ti (Tumor inducing) causing the crown gall disease characterized by tumor formation in plant, (2) non-pathogenic living in the rhizosphere. In these two lifestyles, Agrobacterium uses PBP (periplasmic binding proteins) associated with ABC transporters to import molecules from plants as nutrients. PBP selects and binds the ligand that it brings to the ABC transporter, which allows its passage into the cytoplasm by the hydrolysis of two ATP molecules. The specificity of the entire transporter depends on PBP. The molecules transported and degraded by the bacteria appear as a trophic advantage for the colonization of the environment.When A. tumefaciens is pathogenic, the bacterium transfers part of its Ti plasmid into the genome of plant cells, inducing the production and secretion by the plant of specific compounds for the bacterium, called opines. Twenty opines are known to date, and each of them can be metabolized by A. tumefaciens strains. The strain B6 possesses an octopine-type pTi, which harbors metabolism genes of the mannityl-opines family, composed of agropinic acid, agropine, mannopinic acid and mannopine. According to genetic studies in octopine type strains, the associated PBP-transporter ABC systems are AgaABCD, AgtABCD, MoaABCD and MotABCD, respectively.In the rhizosphere, germinating seeds influence the composition of the rhizosphere and promote the growth of microorganisms by releasing molecules such as Raffinose Family of Oligosaccharides (RFO). In silico analyzes of Agrobacterium fabrum C58 indicate that the strain possesses an operon we called mel, similar to the agp operon in Ensifer meliloti 1021 described as responsible for the transport and degradation of RFOs that appears to influence the survival of the bacterium in the rhizosphere. We hypothesized that the PBP MelB of the mel operon in A. fabrum C58 is responsible for the transport of the RFOs.My thesis work allowed to finalize the structural and biochemical characterization of mannityl-opines transporters and allowed the identification and characterization of MelB as responsible for the import of RFO and galactinol (precursor of the RFO). The transport and degradation of the molecules transported by these PBPs are important for the colonization of their environment.La bactérie Agrobacterium tumefaciens établit une relation à long terme avec les plantes. Elle peut avoir deux modes de vie : (1) pathogène lorsqu’elle possède le plasmide de virulence Ti (Tumor inducing) provoquant la maladie de la galle du collet caractérisée par la formation de tumeur chez la plante, (2) non pathogène vivant dans la rhizosphère. Dans ces deux modes de vie, Agrobacterium utilise les PBP (protéines périplasmiques de liaision) associées à des transporteurs ABC pour importer des molécules issues de plante servant de nutriments. La PBP sélectionne et fixe le ligand qu’elle apporte au transporteur ABC, qui permet son passage dans le cytoplasme grâce à l’hydrolyse de deux molécules d’ATP. La spécificité du transporteur entier dépend de la PBP. Les molécules transportées et dégradées par la bactérie apparaissent comme un avantage trophique pour la colonisation de l’environnement.Lorsqu’A. tumefaciens est pathogène, la bactérie transfère une partie de son plasmide Ti dans le génome des cellules végétales, induisant la production et sécrétion par la plante de composés spécifiques pour la bactérie, appelés opines. Une vingtaine d’opines sont connues à ce jour, et chacune d’elles peut être métabolisée par des souches d’A. tumefaciens. La souche B6 possède un pTi de type octopine, qui porte les gènes de métabolisme de la famille des mannityl-opines, composée de l’acide agropinique, l’agropine, l’acide mannopinique et la mannopine. D’après des études génétiques chez des souches de type octopine, les systèmes PBP-transporteur ABC associés sont respectivement AgaABCD, AgtABCD, MoaABCD et MotABCD.Dans la rhizosphère, les graines en germination influencent la composition de la rhizosphère et favorisent la croissance de microorganismes en libérant des molécules telles que les sucres de la famille du raffinose (RFO, Raffinose Family of Oligosaccharides). Des analyses in silico d’Agrobacterium fabrum C58 indiquent que la souche possèderait un opéron que nous avons appelé mel, proche de l’opéron agp chez Ensifer meliloti 1021 décrit comme responsable du transport et de la dégradation des RFO qui semble influer sur la survie de la bactérie dans la rhizosphère. Nous avons fait l’hypothèse que la PBP MelB de l’opéron mel chez A. fabrum C58 est responsable du transport des RFO.Mon travail de thèse a permis de finaliser la caractérisation structurale et biochimique des transporteurs des mannityl-opines et a permis l’identification et la caractérisation de MelB comme responsable de l’import des RFO et du galactinol (précurseur des RFO). Le transport et la dégradation des molécules transportées par ces PBP sont importants pour la colonisation de leur environnement

Kinetic and structural analysis of human ALDH9A1

International audienceAldehyde dehydrogenases (ALDHs) constitute a superfamily of NAD(P)+-dependent enzymes, which detoxify aldehydes produced in various metabolic pathways to the corresponding carboxylic acids. Among the 19 human ALDHs, the cytosolic ALDH9A1 has so far never been fully enzymatically characterized and its structure is still unknown. Here, we report complete molecular and kinetic properties of human ALDH9A1 as well as three crystal forms at 2.3 Å, 2.9 Å and 2.5 Å resolution. We show that ALDH9A1 exhibits wide substrate specificity to aminoaldehydes, aliphatic and aromatic aldehydes with a clear preference for γ -trimethylaminobutyraldehyde (TMABAL). The structure of ALDH9A1 reveals that the enzyme assembles as a tetramer. Each ALDH monomer displays a typical ALDHs fold composed of an oligomerization domain, a coenzyme domain, a catalytic domain and an inter-domain linker highly conserved in amino-acid sequence and folding. Nonetheless, structural comparison reveals a position and a fold of the inter-domain linker of ALDH9A1 never observed in any other ALDH so far. This unique difference is not compatible with the presence of a bound substrate and a large conformational rearrangement of the linker up to 30 Å has to occur to allow the access of the substrate channel. Moreover, the αβE region consisting of an α-helix and a β-strand of the coenzyme domain at the dimer interface are disordered, likely due to the loss of interactions with the inter-domain linker, which leads to incomplete NAD+ binding pocket

Structural basis for high specificity of octopine binding in the plant pathogen Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium pathogens of octopine-and nopaline-types force host plants to produce either octopine or nopaline compounds, which they use as nutrients. Two Agrobacterium ABC-transporters and their cognate periplasmic binding proteins (PBPs) OccJ and NocT import octopine and nopaline/octopine, respectively. Here, we show that both octopine transport and degradation confer a selective advantage to octopine-type A. tumefaciens when it colonizes plants. We report the X-ray structures of the unliganded PBP OccJ and its complex with octopine as well as a structural comparison with NocT and the related PBP LAO from Salmonella enterica, which binds amino acids (lysine, arginine and ornithine). We investigated the specificity of OccJ, NocT and LAO using several ligands such as amino acids, octopine, nopaline and octopine analogues. OccJ displays a high selectivity and nanomolar range affinity for octopine. Altogether, the structural and affinity data allowed to define an octopine binding signature in PBPs and to construct a OccJ mutant impaired in octopine binding, a selective octopine-binding NocT and a non-selective octopine-binding LAO by changing one single residue in these PBPs. We proposed the PBP OccJ as a major trait in the ecological specialization of octopine-type Agrobacterium pathogens when they colonize and exploit the plant host

Functional and structural characterization of two Bacillus megaterium nitroreductases biotransforming the herbicide mesotrione.

International audienceMesotrione is a selective herbicide belonging to the triketone family, commonly used on maize cultures since 2003. A mesotrione-transforming Bacillus megaterium Mes11 strain isolated from an agricultural soil was used as a model to identify the key enzymes initiating the biotransformation of this herbicide. Two enzymes (called NfrA1 and NfrA2/YcnD) were identified, and functionally and structurally characterized. Both belong to the NfsA FRP family of the nitro-FMN reductase superfamily (type I oxygen-insensitive nitroreductase) and show optimal pH and temperature of 6-6.5 and 23-25°C, respectively. Both undergo a Ping Pong Bi Bi mechanism, with NADPH and NADPH/NADH as cofactors for NfrA1 and NfrA2/YcnD, respectively. It is interesting that both can also reduce various nitro compounds including pesticides, antibiotics, one prodrug and 4-methylsulfonyl-2-nitrobenzoic acid, one of the mesotrione metabolites retrieved from the environment. The present study constitutes the first identification of mesotrione-transforming enzymes. These enzymes (or their corresponding genes) could be used as biomarkers to predict the capacity of ecosystems to transform mesotrione and assess their contamination by both the parent molecule and/or the metabolites