L’hème est un micronutriment essentiel à virtuellement tous les organismes vivants. En effet,
cette molécule de fer organique est utilisée comme cofacteur par des enzymes impliquées
dans des processus biologiques fondamentaux comme la respiration cellulaire ou encore la
protection contre le stress oxydant. Les levures sont des microorganismes prototrophes pour
l’hème dans la mesure où elles possèdent une voie de biosynthèse de l’hème. Cependant,
dans un milieu carencé en fer, la biosynthèse de l’hème peut devenir déficiente et insuffisante
pour nourrir les hémoprotéines. Dans cette situation, les cellules fongiques doivent utiliser
leurs systèmes d’acquisition d’hème pour assurer un apport en hème adéquat avec leur survie.
À ce jour cependant, les composantes moléculaires utilisées par les levures pour acquérir de
l’hème en provenance de l’environnement sont peu documentées. L’utilisation de la levure
modèle Schizosaccharomyces pombe a permis de faire d’énormes progrès dans ce domaine.
Effectivement, la voie de biosynthèse endogène de S. pombe peut facilement être interrompue
par la délétion du gène hem1+ de son génome. La souche hem1D résultante est non-viable,
sauf si le produit de l’enzyme codée par le gène hem1+, le ALA, est ajouté dans le milieu.
L’autre alternative pour maintenir la souche hem1D en vie est de la supplémenter en hème
exogène. Ainsi l’utilisation de la souche hem1D, qui bloque sélectivement la biosynthèse de
l’hème, a permis de décortiquer les mécanismes d’acquisition d’hème exogène chez S.
pombe. Nos analyses ont permis d’identifier la protéine Shu1. Cette dernière est fortement
induite par la carence de fer et se localise à la surface cellulaire. De plus, au niveau de sa
topologie, Shu1 possède un arrangement de quatre cystéines qui est connu pour lier de
l’hème. Une souche mutante hem1D shu1D est très peu efficace pour utiliser l’hème exogène
et croître. La réintégration de l’allèle shu1+ dans la souche hem1D shu1D restaure la capacité
d’utilisation de l’hème exogène et valide le rôle de cette protéine dans l’acquisition d’hème
chez S. pombe. Au niveau mécanistique, la protéine Shu1 lie directement une molécule
d’hème à la surface cellulaire, puis elle subit une relocalisation aux vacuoles en apportant
avec elle, le précieux micronutriment. Au niveau vacuolaire, le transporteur de type ABC
Abc3 contribue à l’export de la molécule d’hème de la lumière vacuolaire vers le cytoplasme.
En résumé, Shu1 permet à la levure S. pombe d’internaliser la molécule d’hème présente dans
l’environnement pour nourrir les hémoprotéines vitales à sa survie et affronter une situation
de carence de fer
