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Fiche détaillée Thèses
Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I (11/03/2011), Richard Bonnet (Dir.)
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L'ilot génomique pks chez Escherichia coli : structure-fonction de la protéine ClbP et études épidémiologiques
Damien Dubois1

L'ilot génomique pks de Escherichia coli et d'autres Enterobacteriaceae code des synthases depolycétides et de peptides non ribosomaux qui permettent l'assemblage d'un composé hybride polycétidepeptidenon ribosomal putative. Ce composé nommé colibactine induit des cassures double-brin de l'ADN descellules eucaryotes.La machinerie enzymatique codée par l'ilot pks comporte une protéine essentielle ClbP, atypique dansce type d'ilot. Nous avons montré que ClbP possède une partie N-terminale catalytique et périplasmique, et unepartie C-terminale associée à la membrane cytoplasmique. La structure cristalline de ClbP et des expériences demutagenèse ont révélé un site actif à sérine et des caractéristiques structurales originales, qui sont compatiblesavec une activité peptidase, confirmée par des analyses biochimiques. Dix homologues de ClbP ont été identifiésin silico dans des ilots génomiques de synthases de peptides non ribosomaux d'espèces bactériennes proches etéloignées. Tous les homologues testés ont présenté une promiscuité fonctionnelle avec ClbP. ClbP est donc leprototype d'une nouvelle sous-famille de peptidases, qui sont probablement impliquées dans la maturation decomposés peptidiques non ribosomaux.Par ailleurs, nous avons réalisé deux études épidémiologiques sur la prévalence de l'ilot pks dansl'espèce E. coli dans deux contextes physiopathologiques, l'urosepsis et les cancers coliques et rectaux. L'ilotpks était significativement associé aux souches issues d'urosepsis comparé à des souches commensales, et auxsouches issues de biopsies de tumeurs coliques comparé à des souches commensales ou issues de biopsies detumeurs rectales, de diverticuloses et de lésions iléales de maladie de Crohn.
1 :  INRA
Laboratoire de bactèriologie
Colibactine – Peptidase – Peptides non ribosomaux – Urosepsis – Cancer colorectal

The pks genomic island of Escherichia coli and other Enterobacteriaceae encodes polyketide andnonribosomal peptide synthases that build a putative hybrid PK-NRP compound. This compound designatedColibactin induces DNA double-strand breaks in eukaryotic cells.The pks-encoded enzymatic machinery comprises an essential protein ClbP, atypical for this type ofgenomic islands. We report that ClbP harbors a catalytic and periplasmic N-terminal part, and a C-terminal partassociated to the cytoplasmic membrane. ClbP crystal structure and mutagenesis experiments revealed a serineactivesite and original structural features, which are compatible with peptidase activity confirmed bybiochemical assays. Ten ClbP homologs were identified in silico in NRPS-encoding genomic islands of closeand distant-related bacterial species. All tested ClbP homologs showed functional promiscuity with ClbP. ClbPis therefore a prototype of a new subfamily of peptidases, which are probably involved for the maturation ofNRP compounds.Furthermore, we undertook two epidemiological studies on the prevalence of pks island in E. coli in twopathophysiology contexts; urosepsis and colorectal cancers. The pks island was significantly associated withurosepsis strains compared to commensal strains, and strains isolated from biopsies of colon tumors comparedwith commensal strains or strains isolated from biopsies of rectal tumors, diverticulosis and ileal lesions ofCrohn disease.
Colibactin – Peptidase – Nonribosomal peptides – Urosepsis – Colorectal cancer

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