Soutenance de thèse de Yizhi ZHANG

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Biologie Végétale
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
microalgue,métabolisme,enzymes,protéines intrinsèquement désordonnées,photosynthesis,adenylate kinase
Keywords
microalga,metabolism,enzymes,intinsically disordered proteins,photosynthesis,adenylate kinase
Titre de thèse
Etude pluridisciplinaire des protéines intrinsèquement désordonnées chez une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii.
Multidisciplinary study of intrinsically disordered proteins in a green alga, Chlamydomonas reinhardtii
Date
Jeudi 20 Septembre 2018 à 13:30
Adresse
BIP, IMM, CNRS, 31 Chemin Joseph Aiguier, 13402, Marseille, Cedex 20, France
Salle de Conférence Jacques Senez
Jury
Directeur de these Brigitte MEUNIER-GONTERO CNRS
Rapporteur Corinne CASSIER-CHAUVAT CEA, CNRS
Rapporteur Thierry CHARDOT INRA
Examinateur Sonia LONGHI AFMB
Examinateur Sandrine LANFRANCHI-LEBRETON UPMC
Examinateur Benoit MENAND BIAM

Résumé de la thèse

Les objectifs de cette thèse étaient d'apporter une percée conceptuelle pour une compréhension en profondeur des mécanismes moléculaires des protéines intrinsèquement désordonnées (IDPs) et de leurs rôles dans la physiologie cellulaire de Chlamydomonas reinhardtii. La combinaison d’approches expérimentale et bioinformatique m’a permis d’identifier 682 protéines thermorésistantes chez C. reinhardtii. Parmi celles-ci, 299 protéines sont systématiquement prédites comme potentielles IDP par quatre algorithmes de prédiction de désordre. Nos résultats indiquent que le pourcentage désordonné moyen de ces protéines prédites comme étant des IDPs est d'environ 20%, et la plupart d'entre elles (~70%) sont adressées à d'autres compartiments que la mitochondrie et le chloroplaste. Leur composition en acides aminés est biaisée par rapport à d'autres IDPs de la base de données de protéines désordonnées (DisProt). Ces IDPs potentielles jouent des fonctions moléculaires diverses, et 54% d'entre elles sont des cibles de phosphorylation. Notre travail a également augmenté l’état des connaissances sur l'adénylate kinase 3 (ADK3), une enzyme contenant une région intrinsèquement désordonnée (IDR). Cette enzyme a été isolée par notre approche globale pour caractériser les IDPs de l’algue verte. L’extension C-terminale désordonnée (CTE) de cette enzyme lui confère de nouvelles fonctions comme par exemple, la formation d’un complexe bi-enzymatique avec la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH), la régulation (négative) de l'activité GAPDH avec le NADPH comme cofacteur, et le rôle de chaperon pour la GAPDH en la protégeant de la dénaturation par traitement thermique et de l’agrégation.

Thesis resume

The objectives of this work were to bring a conceptual breakthrough for an in-depth understanding of the molecular mechanisms of intrinsically disordered proteins (IDPs) and their roles in the cellular physiology of Chlamydomonas reinhardtii. Using experimental approaches, 682 heat-resistant proteins were identified as putative IDPs. Among them, 299 proteins were consistently predicted as IDPs by all four disordered predictors. The mean percentage of disordered residues content of these IDPs is about 20%, and most of them (~70%) are addressed to other compartments than mitochondrion and chloroplast. These newly identified IDPs from C. reinhardtii have a biased amino acid composition as regard to other IDPs from the Database of protein disorder (DisProt). Furthermore, they play diverse molecular functions, and 54% of them are targets for phosphorylation. Our work also revealed more knowledge of the IDR-containing protein adenylate kinase 3 (ADK3) that was extracted by heat-treatment. Its disordered C-terminal extension (CTE) brought new functions to this protein. For instance, via its CTE, ADK3 can form a bi-enzyme complex with glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), down-regulates the NADPH-dependent GAPDH activity, and behaves as a chaperone for GAPDH against its aggregation and inactivation under heat-treatment.