bourse Thèse-LCB-BIP-Marseille
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Allocation de Recherche Ministère Collège Doctoral Aix-Marseille : Allocation spécifique aux thématiques d’interface Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (ED62) Ecole Doctorale des Sciences Chimiques de Marseille (ED250) Thèse en Codirection : Dr. Axel MAGALON Laboratoire de Chimie Bactérienne, LCB-UPR 9043, IMM, CNRS, Marseille. Tel : 04 91 16 46 68. e-mail : magalon@ifr88.cnrs-mrs.fr Pr. Bruno GUIGLIARELLI Unité de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines, BIP-UPR 9036, CNRS, Marseille. Tel : 04 91 16 45 67. e-mail : guigliar@ifr88.cnrs-mrs.fr Titre de la thèse INGENIERIE D’ENZYMES A MOLYBDENE POUR L’ENVIRONNEMENT : IDENTIFICATION DES DETERMINANTS MOLECULAIRES DE LA REACTIVITE PAR SPECTROSCOPIES MAGNETIQUES (RPE -ENDOR) AVANCEES. Contexte et objectifs : Les enzymes à molybdène sont présentes chez tous les organismes vivants où elles sont essentielles à une grande variété de processus physiologiques fondamentaux. Chez les microorganismes, elles sont impliquées dans les étapes clés des cycles biogéochimiques majeurs (carbone, azote, soufre) et contribuent à la métabolisation de nombreux composés toxiques (oxydes d’arsenic, de sélénium, de tellure,..). Les molybdo-enzymes participent donc à des processus biologiques présentant un fort intérêt socio-économique ou environnemental : dénitrification, production et capture de CO en liaison avec l’effet de serre, dépollution des eaux et des sols. Dans le contexte actuel 2de ...
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Allocation de Recherche Ministère Collège Doctoral Aix-Marseille : Allocation spécifique aux thématiques dinterface Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (ED62) Ecole Doctorale des Sciences Chimiques de Marseille (ED250) Thèse en Codirection : Dr. Axel MAGALON Laboratoire de Chimie Bactérienne, LCB-UPR 9043, IMM, CNRS, Marseille. Tel : 04 91 16 46 68. e-mail :magalon@ifr88.cnrs-mrs.frPr. Bruno GUIGLIARELLI Unité de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines, BIP-UPR 9036, CNRS, Marseille. Tel : 04 91 16 45 67. e-mail :guigliar@ifr88.cnrs-mrs.frTitre de la thèse INGENIERIE DENZYMES AMOLYBDENE POUR LENVIRONNEMENT: IDENTIFICATION DES DETERMINANTS MOLECULAIRES DE LA REACTIVITE PAR SPECTROSCOPIES MAGNETIQUES(RPE -ENDOR)AVANCEES. Contexte et objectifs : Les enzymes à molybdène sont présentes chez tous les organismes vivants où elles sont essentielles à une grande variété de processus physiologiques fondamentaux. Chez les microorganismes, elles sont impliquées dans les étapes clés des cycles biogéochimiques majeurs (carbone, azote, soufre) et contribuent à la métabolisation de nombreux composés toxiques (oxydes darsenic, de sélénium, de tellure,..). Les molybdo-enzymes participent donc à des processus biologiques présentant un fort intérêt socio-économique ou environnemental : dénitrification, production et capture de CO2eaux et des sols. Dans le contexte actuelen liaison avec leffet de serre, dépollution des de recherche sur les enjeux du développement durable, les potentialités des enzymes à Mo constituent un élément important pour la mise au point de procédés biotechnologiques dintérêt. Lapproche pluridisciplinaire de Biologie et de Physico-chimie fondamentale sur lidentification des facteurs moléculaires pilotant leur réactivité est une étape indispensable à cette valorisation, mais également à la compréhension des processus évolutifs qui ont permis ladaptation moléculaire de ces enzymes aux changements de conditions environnementales et de substrats. Le but de ce projet est dapporter une compréhension intégrée du mécanisme enzymatique des enzymes à Mo à fort impact environnemental en incluant lensemble des processus constitutifs : catalyse au niveau du site actif, transfert délectrons et de protons, transport intramoléculaire de substrat. Il sagira notamment didentifier au niveau moléculaire les éléments qui régissent la sélectivité de substrat, la réactivité et la directionnalité de la réaction catalysée. Une meilleure compréhension du mécanisme enzymatique devrait permettre doptimiser le fonctionnement denzymes pour des applications biotechnologiques ou environnementales et fournir ainsi les bases nécessaires à lélaboration de procédés de dépollution novateurs. Approches utilisées : Le système modèle détude est la nitrate réductase A retrouvée chez la plupart des organismes procaryotes pour laquelle une maîtrise sur le plan génétique et biochimique est acquise. La modification sélective et raisonnée de lenzyme par mutagenèse dirigée sera employée. Lapproche expérimentale innovante sera basée sur lutilisation de techniques avancées de spectroscopie RPE pulsée à haute résolution (Spectroscopie de Modulation dEcho de Spin électronique - ESEEM, de double résonance électrons-noyaux - ENDOR) permettant de suivre en détail le cofacteur à Mo et son environnement, ainsi que les autres centres rédox de lenzyme (Fe-S, hèmes, quinones). Ces études nécessiteront également de mettre au point et doptimiser les protocoles denrichissement isotopique sélectifs de la protéine (en des amino-acides ou groupements chimiques ciblés) ou de son substrat (noyaux 2H,15N,95Mo,96Mo,97Mo,33S,17O). Elles seront couplées aux approches de spectroscopie optique et magnéto-optique (MCD). La dimension temporelle dans ces approches spectroscopiques sera prise en compte par le piégeage dintermédiaires catalytiques utilisant des équipements de mélange et congélation rapide (freeze quench). Ces approches pourront alors être étendues à dautres molybdoenzymes modèles, bien maîtrisées sur le plan de la production. Profil du candidat: Compte tenu du caractère interdisciplinaire de ce projet de thèse, le (la) candidat(e) peut-être de formation Chimie, Biochimie ou Physique. Une forte motivation pour les thématiques dinterface est recommandée.. Contact et dossier de candidature avant le Vendredi10 JUILLET – Audition le Vendredi 17 JUILLET References: [1]. Lanciano P, Magalon A, Bertrand P, Guigliarelli B, Grimaldi S. High-stability semiquinone intermediate in nitrate reductase A (NarGHI) fromEscherichia coliis located in a quinol oxidation site close to heme bD.Biochemistry.2007, 46, 5323-29. [2]. Lanciano P, Vergnes A, Grimaldi S, Guigliarelli B, Magalon A. Biogenesis of a respiratory complex is orchestrated by a single accessory protein.J Biol Chem.2007, 282, 17468-74. [3]. Fourmond V, Burlat B, Dementin S, Arnoux P, Sabaty M, Boiry S, Guigliarelli B, Bertrand P, Pignol D, Léger C. Major Mo(V) EPR signature ofRh. Sphaeroides periplasmic nitrate reductase arising from a dead-end species that activates upon reduction. Relation to other molybdoenzymes from the DMSO reductase family.J Phys Chem B.2008, 112, 15478-86.
