Glucose metabolism of Trypanosoma brucei and Leishmania mexicana
(2005)
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- Authors
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- Michels, Paul
- Abstract
- Cette thèse présente l'étude du métabolisme du glucose chez les parasites humains de la famille des protozoaires Trypanosomatidae. Lors de chaque étape de cette étude, diverses approches ont été combinées; des techniques expérimentales de biochimie et de biologie moléculaire ont été utilisées en parallèle avec des outils informatiques pour l'analyse ainsi que la modélisation des processus étudiés (analyse de séquence, modélisation et analyse protéine-structure, détermination des cinétiques des réactions et de celles des systèmes enzymatiques). Tout d'abord, une enzyme particulière, la phosphoglycérate mutase cofacteur-indépendante de Leishmania mexicana a été étudiée en raison de ses caractéristiques prometteuses comme cible potentielle pour de nouvelles drogues contre les trypanosomatides. Le clonage moléculaire, l'expression hétérologue, la purification et la caractérisation biochimique de cette enzyme sont présentés. De plus, le site actif a été criblé pour l'identification des résidus réactifs avec un potentiel pour la liaison irréversible d'inhibiteurs et par conséquent, pour celle de drogues candidates anti-parasites. Ces tests réalisés avec le réactif alkylant, le diéthyl pyrocarbonate, et l'identification subséquente des peptides modifiés par spectroscopie NMR ont fourni d'importantes informations au sujet des interactions entre cette métallo-enzyme et deux ions cobalt liés. De manière importante, les résultats de ces analyses fonctionnelles étaient en concordance avec les observations sur la structure réalisées par des collaborateurs cristallographes. Dans la seconde partie du travail de thèse, nous nous sommes intéressés au fonctionnement général du métabolisme du glucose dans les parasites trypanosomatides. Nous avons étudié le métabolisme de la forme trouvée chez l'insecte de deux parasites: les Trypanosoma brucei procycliques et les Leishamnia spp. promastigotes à l'aide d'analyses stéchiométriques informatisées et de simulations cinétiques. Ces études nous ont prouvé qu'il restait encore de nombreuses lacunes dans nos connaissances sur la façon dont les potentiels ATP/ADP et rédox sont maintenus en équilibre dans le glycosome, une organelle spécifique aux trypanosomatides, dans lequel la majeure partie du métabolisme des carbohydrates est compartimenté. Quelques questions soulevées par l'analyse informatique ont ainsi été abordées expérimentalement. Nos résultats comprenant l'identification du gène codant pour la glycérol 3-phosphate dehydrogenase FAD-dépendante mitochondriale et l'analyse de la fonction de cette enzyme ont montré la présence d'une navette fonctionnelle glycérol 3-phosphate/dihydroxyacétone phosphate pour les échanges des équivalents rédox entre la mitochondrie et les glycosomes, à la fois chez les T. brucei procycliques et les Leishmania promastigotes. Une telle activité était déjà connue chez les parasites dans les phases spécifiques aux mammifères, mais sa présence et son rôle possible dans les phases trouvées chez l'insecte étaient inconnus jusqu'à présent. Selon notre modèle, la présence de cette navette améliore le fitness de ces organismes au niveau de leur stabilité métabolique (résistance aux perturbations), leur efficacité (production d'ATP et autres catabolites du glucoses métabolisables) et leur plasticité (utilisation d'autres substrats que le glucose).
- Affiliations
Citations
Guerra Giraldez, D. (2005). Glucose metabolism of Trypanosoma brucei and Leishmania mexicana. https://hdl.handle.net/2078.5/110650