Caractérisation de l'activité enzymatique de dégradation de l'hème par la protéine ChuS chez E. coli O157 : H7

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 septembre 2023)

Les bactéries telles qu'Escherichia coli O157 : H7, un pathogène pour l'humain, ont besoin de fer pour survivre et croitre. Puisque chez les mammifères ce nutriment est principalement contenu dans l'hème de l'hémoglobine, plusieurs bactéries ont évolué pour mener à l'obtention de voies métaboliques dédiées à l'acquisition et la dégradation de l'hème. Chez E. coli O157 : H7, un groupe de 8 gènes nommé chu est responsable de ces activités. L'un de ces gènes code pour la protéine ChuS pouvant dégrader l'hème d'une manière inédite en condition aérobie. La réaction effectuée par ChuS peut être alimentée par du peroxyde d'hydrogène et de l'oxygène moléculaire, et mène à la dégradation de l'hème en tripyrrole et acide hématique ce qui libère le fer et produit également du monoxyde de carbone. De plus, la réaction catalysée par ChuS est facilitée par la présence d'une seconde enzyme, ChuY, qui est une réductase de la famille des hydrogénases/réductases à courtes chaines. Les objectifs de ce projet étaient de mieux comprendre les réactions catalysées par ChuS et le duo ChuS/ChuY ainsi que leurs intermédiaires et produits de réaction. L'étude de la protéine ChuS in vitro montre que la réaction de dégradation de l'hème doit être préférablement effectuée dans le tampon phosphate de sodium ou le tampon citrate pour mener à une réaction complète qui libère le fer car d'autres tampons affectent différemment l'activité enzymatique. Au cours de la réaction de dégradation de l'hème, nous avons déterminé que ChuS génère deux isomères de l'intermédiaire verdohème, soit les isomères bêta et delta, contrairement à l'hème oxygénase humaine qui génère spécifiquement l'isomère alpha. Globalement, cette étude a permis une meilleure compréhension du mécanisme de dégradation de l'hème par la protéine ChuS in vitro et ouvre la voie à une meilleure compréhension de sa réaction en contexte biologique chez le pathogène.