Le blogue d’information En Tête présente le résumé de la thèse de doctorat en biologie cellulaire et moléculaire de M. David Charbonneau, intitulée «Éléments structuraux essentiels à la thermostabilité de nouvelles enzymes lipolytiques».

L’objectif de cette thèse était de produire une nouvelle enzyme lipolytique thermostable afin d’identifier certains éléments structuraux impliqués dans sa thermostabilité. Pour ce faire, un compost commercial a été utilisé comme source de microorganismes thermophiles pour la recherche de nouvelles enzymes lipolytiques thermostables. Une nouvelle carboxylesterase de G. thermodenitrificans a été clonée chez E. coli, surexprimée, purifiée et caractérisée.

Cette nouvelle enzyme lipolytique appelée EstGtA2 appartient à une nouvelle famille (famille XV) et sous-famille que nous avons appelé (N’). La nouvelle enzyme catalyse l’hydrolyse d’une large gamme de substrats entre 25-70 °C, de pH 6 à 10 ce qui fait de EstGtA2 un candidat intéressant pour différentes applications industrielles. La nouvelle enzyme montre un profil de stabilité thermique pH-dépendant, ce qui suggère que des interactions électrostatiques jouent un rôle prépondérant dans sa thermostabilité. La structure de EstGtA2 a été modélisée par homologie et des alignements multiples de séquences et de structures ont permis d’identifier une série de ponts salins conservés dans la sous-famille N’. Le rôle que jouent ces ponts salins dans la thermostabilité de EstGtA2 a été évalué par une approche de mutagenèse combinatoire.

Les résultats montrent que certaines combinaisons de ponts salins sont essentielles pour la thermostabilité de EstGtA2 et d’autres essentielles à son repliement conformationnel. Un pont salin particulier, conservé dans la famille XV et XIII montrant une haute tolérance aux mutations et aux renversements de polarité d’interactions (acide-base/base-acide) a été utilisé pour contrôler la réponse au pH de EstGtA2 et améliorer sa stabilité en milieu alcalin. Nous proposons l’utilisation de patrons de ponts salins conservés distinctifs au sein des familles XV et XIII comme motifs de coévolution séquentielle pour l’assignation de nouvelles séquences de protéines à ces nouvelles familles d’enzymes lipolytiques.

De gauche à droite : Simon Barnabé, Ph. D., UQTR, Roberto Chica, Ph. D., Université d’Ottawa, David Charbonneau, étudiant, Hugo Germain, Ph. D., UQTR, et Marc Beauregard, Ph. D., UQTR. (Photos Flageol)