Search

International audience; Six BnaProDH1 and two BnaProDH2 genes were identified in Brassica napus genome. The BnaProDH1 genes are mainly expressed in pollen and roots' organs while BnaProDH2 gene expression is associated with leaf vascular tissues at senescence. Proline dehydrogenase (ProDH) catalyzes the first step in the catabolism of proline. The ProDH gene family in oilseed rape (Brassica napus) was characterized and compared to other Brassicaceae ProDH sequences to establish the phylogenetic relationships between genes. Six BnaProDH1 genes and two BnaProDH2 genes were identified in the B. napus genome. Expression of the three paralogous pairs of BnaProDH1 genes and the two homoeologous BnaProDH2 genes was measured by real-time quantitative RT-PCR in plants at vegetative and reproductive stages. The BnaProDH2 genes are specifically expressed in vasculature in an age-dependent manner, while BnaProDH1 genes are strongly expressed in pollen grains and roots. Compared to the abundant expression of BnaProDH1, the overall expression of BnaProDH2 is low except in roots and senescent leaves. The BnaProDH1 paralogs showed different levels of expression with BnaA&C.ProDH1.a the most strongly expressed and BnaA&C.ProDH1.c the least. The promoters of two BnaProDH1 and two BnaProDH2 genes were fused with uidA reporter gene (GUS) to characterize organ and tissue expression profiles in transformed B. napus plants. The transformants with promoters from different genes showed contrasting patterns of GUS activity, which corresponded to the spatial expression of their respective transcripts. ProDHs probably have non-redundant functions in different organs and at different phenological stages. In terms of molecular evolution, all BnaProDH sequences appear to have undergone strong purifying selection and some copies are becoming subfunctionalized. This detailed description of oilseed rape ProDH genes provides new elements to investigate the function of proline metabolism in plant development.

Maintenance of the genomic integrity is crucial for all living organisms. Since cells are continuously submitted to genotoxic stresses that induce DNA damages, they have evolved sophisticated mechanisms to detect, signal the presence of, and repair these lesions. Among sources of DNA damage, UV radiation alters DNA structure and can cause mutations and chromosomal translocations. In humans, Nucleotide Excision Repair (NER) is an efficient way to remove DNA lesions induced by UV or ionizing radiation. NER inactivation leads to cell death and increase the susceptibility to develop diseases such as cancer and hereditary disorders. Among numerous proteins involved in the NER pathway, XPA and XPC can trigger the expression of several secondary genes such as KIN17 which encodes a 45 kDa protein. In order to elucidate the biological function of KIN17, biochemical and structural studies of its domains were performed. This thesis work focus on the region 51-160 of the human protein. NMR and Molecular Modelling studies showed that this region adopts a winged helix fold mainly know for its ability to bind nucleic acids. However, structure-activity relationships revealed that the Winged Helix of human KIN17 is not able to bind DNA or RNA. On the other hand, this domain exhibits a highly conserved surface involved in intramolecular interactions with the N-terminal region of the protein.; Le maintien de l'intégrité du patrimoine génétique est essentiel à la survie des organismes vivants. Face aux nombreuses sources de stress génotoxiques qui induisent des dommages de l'ADN, les cellules ont mis en place des mécanismes complexes capables de détecter et réparer ces lésions. Parmi ces sources, figurent les rayonnements ultraviolets (UV) contenus dans la lumière solaire, qui modifient la structure de l'ADN et peuvent conduire à l'introduction de mutations. Chez l'homme, la grande majorité des dommages de l'ADN produits par les rayonnements est éliminée par le système NER (Nucleotide Excision Repair), un système capable d'exciser les nucléotides lésés et de les remplacer. Une déficience de cette voie de réparation peut mener à l'apoptose (mort programmée des cellules), et augmente la susceptibilité de développer des maladies graves telles que le cancer. Le système NER met en œuvre de nombreuses protéines impliquées dans des mécanismes variés tels que la détection, la signalisation, ou la réparation de l'ADN. La protéine eucaryote KIN17, récemment découverte dans le noyau de la cellule humaine, semble appartenir à ce système de réparation. Cependant, son rôle précis dans la réponse aux dommages de l'ADN reste à ce jour inconnu. C'est pourquoi, nous avons entrepris une caractérisation structurale et fonctionnelle de la région 51-160 de la protéine KIN17 humaine (domaine K2) afin d'améliorer la connaissance de ses fonctions, de ses partenaires biologiques, et de ses modes de fonctionnement. La première partie de ce manuscrit est consacrée à la préparation de l'échantillon de protéine en vue d'une analyse structurale par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Le travail a dans un premier temps consisté à choisir et optimiser le système d'expression de domaines structuraux d'une autre protéine : la proline déshydrogénase PRODH. Dans un second temps, la meilleure stratégie de préparation de l'échantillon a été appliquée à la protéine KIN17 pour produire, puis résoudre la structure tridimensionnelle du domaine K2 par RMN et Modélisation Moléculaire. Nous avons montré que la région 51-160 de la protéine KIN17 humaine adopte un repliement caractéristique de la famille structurale « Winged Helix » des protéines de liaison aux acides nucléiques. Cependant, l'analyse des détails structuraux du domaine K2, la comparaison avec des protéines de fonction connue de la même classe structurale, et des études électrophorétiques, révèlent l'incapacité de ce domaine à lier l'ADN et l'ARN de manière autonome. En revanche, nous avons mis en évidence, par une étude RMN complémentaire, l'existence d'une surface ultra conservée impliquée dans des interactions de type protéine-protéine intra-moléculaires entre le motif « Winged Helix » de la région 51-160 et la région N-terminale 1-50 de KIN17 humaine.

Maintenance of the genomic integrity is crucial for all living organisms. Since cells are continuously submitted to genotoxic stresses that induce DNA damages, they have evolved sophisticated mechanisms to detect, signal the presence of, and repair these lesions. Among sources of DNA damage, UV radiation alters DNA structure and can cause mutations and chromosomal translocations. In humans, Nucleotide Excision Repair (NER) is an efficient way to remove DNA lesions induced by UV or ionizing radiation. NER inactivation leads to cell death and increase the susceptibility to develop diseases such as cancer and hereditary disorders. Among numerous proteins involved in the NER pathway, XPA and XPC can trigger the expression of several secondary genes such as KIN17 which encodes a 45 kDa protein. In order to elucidate the biological function of KIN17, biochemical and structural studies of its domains were performed. This thesis work focus on the region 51-160 of the human protein. NMR and Molecular Modelling studies showed that this region adopts a winged helix fold mainly know for its ability to bind nucleic acids. However, structure-activity relationships revealed that the Winged Helix of human KIN17 is not able to bind DNA or RNA. On the other hand, this domain exhibits a highly conserved surface involved in intramolecular interactions with the N-terminal region of the protein., Le maintien de l'intégrité du patrimoine génétique est essentiel à la survie des organismes vivants. Face aux nombreuses sources de stress génotoxiques qui induisent des dommages de l'ADN, les cellules ont mis en place des mécanismes complexes capables de détecter et réparer ces lésions. Parmi ces sources, figurent les rayonnements ultraviolets (UV) contenus dans la lumière solaire, qui modifient la structure de l'ADN et peuvent conduire à l'introduction de mutations. Chez l'homme, la grande majorité des dommages de l'ADN produits par les rayonnements est éliminée par le système NER (Nucleotide Excision Repair), un système capable d'exciser les nucléotides lésés et de les remplacer. Une déficience de cette voie de réparation peut mener à l'apoptose (mort programmée des cellules), et augmente la susceptibilité de développer des maladies graves telles que le cancer. Le système NER met en œuvre de nombreuses protéines impliquées dans des mécanismes variés tels que la détection, la signalisation, ou la réparation de l'ADN. La protéine eucaryote KIN17, récemment découverte dans le noyau de la cellule humaine, semble appartenir à ce système de réparation. Cependant, son rôle précis dans la réponse aux dommages de l'ADN reste à ce jour inconnu. C'est pourquoi, nous avons entrepris une caractérisation structurale et fonctionnelle de la région 51-160 de la protéine KIN17 humaine (domaine K2) afin d'améliorer la connaissance de ses fonctions, de ses partenaires biologiques, et de ses modes de fonctionnement. La première partie de ce manuscrit est consacrée à la préparation de l'échantillon de protéine en vue d'une analyse structurale par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Le travail a dans un premier temps consisté à choisir et optimiser le système d'expression de domaines structuraux d'une autre protéine : la proline déshydrogénase PRODH. Dans un second temps, la meilleure stratégie de préparation de l'échantillon a été appliquée à la protéine KIN17 pour produire, puis résoudre la structure tridimensionnelle du domaine K2 par RMN et Modélisation Moléculaire. Nous avons montré que la région 51-160 de la protéine KIN17 humaine adopte un repliement caractéristique de la famille structurale « Winged Helix » des protéines de liaison aux acides nucléiques. Cependant, l'analyse des détails structuraux du domaine K2, la comparaison avec des protéines de fonction connue de la même classe structurale, et des études électrophorétiques, révèlent l'incapacité de ce domaine à lier l'ADN et l'ARN de manière autonome. En revanche, nous avons mis en évidence, par une étude RMN complémentaire, l'existence d'une surface ultra conservée impliquée dans des interactions de type protéine-protéine intra-moléculaires entre le motif « Winged Helix » de la région 51-160 et la région N-terminale 1-50 de KIN17 humaine.