Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Salmonella Typhimurium,Neutrophile,Méthionine sulfoxyde réductases,Réparation des protéines oxydées,Espèces réactives du chlore,Stress de l'enveloppe

Keywords

Salmonella Typhimurium,Neutrophil,Methionine sulfoxide reductases,Oxidized protein repair,Reactive chlorine species,Envelope Stress

Titre de thèse

Étude de l’implication de la réparation des protéines oxydées dans la résistance aux espèces réactives du chlore chez Salmonella Typhimurium
Involvement of Oxidized Protein Repair in reactive chlorine species resistance of Salmonella Typhimurium

Date

Vendredi 16 Décembre 2022

Adresse

CNRS - délégation Provence et corse 31 Chemin Joseph Aiguier, 13009 Marseille Amphithéâtre Pierre Desnuelle

Jury

Directeur de these M. Benjamin EZRATY LCB - CNRS - Aix Marseille Université
Rapporteur M. Médéric DIARD Biozentrum - University of Basel
Rapporteur Mme Bianca COLONNA Sapienza University of Rome
Examinateur M. Jean-François COLLET de Duve Institute - Université catholique de Louvain
Examinateur Mme Suzana SALCEDO Molecular Microbiology and Structural Biochemistry - UMR5086 - CNRS - Université de Lyon
Examinateur Mme Amel LATIFI LCB - CNRS - Aix Marseille Université

Résumé de la thèse

Lors d’une infection, les cellules immunitaires produisent un stress oxydant afin de tuer les pathogènes. Les neutrophiles, grâce à une enzyme spécifique – la myélopéroxydase – ont la particularité de générer des espèces réactives du chlore (ERC) hautement oxydantes tel que l’acide hypochloreux ou la N-Chlorotaurine (N-ChT). Ces agents oxydants ciblent principalement les protéines dont l’oxydation est délétère pour les organismes. Le contrôle de l’homéostasie rédox du protéome est donc un processus cellulaire essentiel pour les pathogènes. Mon projet de thèse a consisté à étudier l’implication d’un des systèmes gérant l’état rédox des protéines, les méthionines sulfoxydes réductases (Msr), dans le pouvoir infectieux du pathogène Salmonella Typhimurium. En amont de ce travail de thèse, quatre Msr étaient caractérisées chez Salmonella. Dans un premier temps, j’ai effectué la caractérisation biochimique d’une cinquième Msr, MsrP, ayant la particularité d’être périplasmique. Ces travaux ont permis de lister de manière exhaustive les activités Msr présentes chez Salmonella. Ainsi, j’ai pu étudier l’implication de l’ensemble des Msr dans la résistance au stress oxydant. Mes résultats ont montré leur importance dans la résistance aux ERC et notamment celle de MsrP dans la protection de Salmonella à la N-ChT. Dans un second temps, la caractérisation de la régulation du gène msrP a été entreprise. Une approche génétique a permis de montrer que son expression est sous le contrôle du système Cpx, impliqué dans la réponse aux stress de l’enveloppe. De plus, j’ai montré que le système Cpx permet de détecter la N-ChT et ainsi de promouvoir la réparation des protéines périplasmiques. Enfin, j’ai mis en évidence que la N-ChT enclenche la réponse Cpx en altérant la maturation des lipoprotéines. Ainsi, mes travaux établissent un lien direct entre le stress oxydant et le stress de l’enveloppe chez Salmonella Typhimurium.

Thesis resume

Bacterial infection triggers oxidative stress production by immune cells leading to pathogen cell death. Neutrophils take advantage of a specific enzyme - the myeloperoxidase - to generate highly oxidizing reactive chlorine species (RCS) such as hypochlorous acid or N-Chlorotaurine (N-ChT). These oxidants mainly target proteins whose oxidation is deleterious to organisms. The control of the redox homeostasis of the proteome is therefore an essential cellular process for pathogens. My thesis project consisted in studying the involvement of one of the systems managing the redox state of proteins, the methionine sulfoxide reductases (Msr), in the pathogenicity of Salmonella Typhimurium. Previously, four Msr were characterized in Salmonella. first, I carried out the biochemical characterization of a fifth Msr, MsrP, having the particularity of being periplasmic. This work provided an exhaustive list of the Msr activity in Salmonella. I therefore studied the involvement of all Msr in resistance to oxidative stress. My results showed their importance in resistance to RCS and in particular that MsrP is involved in the protection of Salmonella to N-ChT. Second, the characterization of the msrP gene regulation was undertaken. A genetic approach showed that its expression is under the control of the Cpx system, involved in the envelope stress response. Furthermore, I showed that Salmonella uses the Cpx system to detect N-ChT and promotes the repair of periplasmic oxidized proteins. Finally, I demonstrated that N-ChT triggers the Cpx response by altering lipoprotein maturation. Thus, my work establishes a direct link between oxidative stress and the envelope stress response in Salmonella Typhimurium.