{"id":{"repo_id":"sherbrooke","oai_identifier":"oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/24666"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/sherbrooke/oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/24666","repository":{"repo_id":"sherbrooke","name":"Université de Sherbrooke","base_url":"https://usherbrooke.scholaris.ca/server/oai/request"},"display":{"title":"Nouveau rôle pour la ferriréductase Frp1 dans l’acquisition de l’hème par la voie Shu1-dépendante chez la levure Schizosaccharomyces pombe","abstract":"Le fer est un élément essentiel pour toutes les cellules eucaryotes. Cet oligo-élément est requis pour le déroulement de nombreux processus biologiques fondamentaux. Une source importante de fer est la molécule d’hème, qui elle, constitue également un cofacteur indispensable pour plusieurs protéines impliquées dans des fonctions cellulaires essentielles. La levure modèle Schizosaccharomyces pombe est un microorganisme prototrophe pour l’hème. Elle est capable de synthétiser cette molécule grâce à une voie de biosynthèse comprenant huit étapes enzymatiques hautement conservées. En plus de la biosynthèse endogène de l’hème, S. pombe possède la capacité d’acquérir l’hème à partir de l’environnement. Cette propriété repose principalement sur l’action de deux protéines. La première, appelée Shu1, est un récepteur ancré à la surface cellulaire. La deuxième, appelée Str3, est un transporteur membranaire également localisé à la membrane plasmique. De par sa nature de protéine ancrée à la membrane, Shu1 ne possède pas de domaine cytoplasmique susceptible d’être ubiquitinylée, une modification post-traductionnelle requise pour l’internalisation de plusieurs protéines localisées à la surface cellulaire via le système ESCRT. Cette propriété suggère l’existence d’une ou de plusieurs protéines transmembranaires partenaires qui participeraient à l’internalisation de Shu1 après sa liaison à l’hème. Parmi les protéines candidates, la ferriréductase Frp1 pourrait jouer ce rôle. Dans ce mémoire, afin d’étudier la voie d’acquisition de l’hème exogène indépendamment de sa biosynthèse, nous avons adopté une stratégie expérimentale reposant sur la délétion du gène hem1+, ce qui permet de bloquer la synthèse de novo de l’hème. Nos résultats montrent que la délétion du gène frp1+ entraîne un défaut de croissance cellulaire dépendant de l’hémine chez S. pombe. De plus, le mutant hem1Δ frp1Δ présente un défaut marqué d’assimilation de la ZnMP comparativement à la souche de référence hem1Δ. Nos résultats indiquent également que la ferriréductase Frp1 interagit avec Shu1. Par ailleurs, nous avons montré que Frp1 est relocalisée à partir de la surface cellulaire de manière similaire à Shu1, et que cette relocalisation dépend du système ESCRT et requiert l’ubiquitinylation de Frp1 au niveau du résidu lysine 365. Dans l’ensemble, le modèle que nous proposons suggère que l’hème exogène est d’abord capturé par le récepteur Shu1 localisé à la membrane plasmique. Cette protéine interagit ensuite avec la ferriréductase Frp1, qui est par la suite ubiquitinylée au niveau du résidu lysine K365. Le complexe Frp1–Shu1–hème est alors reconnu par les composantes du système ESCRT, permettant son internalisation et le transfert du complexe vers les vacuoles. Une fois dans ce compartiment, l’hème peut soit être séquestré, soit être redistribué vers le cytoplasme, où il pourra être utilisé selon les besoins physiologiques de la cellule.","abstract_html":"Le fer est un élément essentiel pour toutes les cellules eucaryotes. Cet oligo-élément est requis pour le déroulement de nombreux processus biologiques fondamentaux. Une source importante de fer est la molécule d’hème, qui elle, constitue également un cofacteur indispensable pour plusieurs protéines impliquées dans des fonctions cellulaires essentielles. 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De par sa nature de protéine ancrée à la membrane, Shu1 ne possède pas de domaine cytoplasmique susceptible d’être ubiquitinylée, une modification post-traductionnelle requise pour l’internalisation de plusieurs protéines localisées à la surface cellulaire via le système ESCRT. Cette propriété suggère l’existence d’une ou de plusieurs protéines transmembranaires partenaires qui participeraient à l’internalisation de Shu1 après sa liaison à l’hème. Parmi les protéines candidates, la ferriréductase Frp1 pourrait jouer ce rôle. Dans ce mémoire, afin d’étudier la voie d’acquisition de l’hème exogène indépendamment de sa biosynthèse, nous avons adopté une stratégie expérimentale reposant sur la délétion du gène hem1+, ce qui permet de bloquer la synthèse de novo de l’hème. Nos résultats montrent que la délétion du gène frp1+ entraîne un défaut de croissance cellulaire dépendant de l’hémine chez S. pombe. De plus, le mutant hem1Δ frp1Δ présente un défaut marqué d’assimilation de la ZnMP comparativement à la souche de référence hem1Δ. Nos résultats indiquent également que la ferriréductase Frp1 interagit avec Shu1. Par ailleurs, nous avons montré que Frp1 est relocalisée à partir de la surface cellulaire de manière similaire à Shu1, et que cette relocalisation dépend du système ESCRT et requiert l’ubiquitinylation de Frp1 au niveau du résidu lysine 365. Dans l’ensemble, le modèle que nous proposons suggère que l’hème exogène est d’abord capturé par le récepteur Shu1 localisé à la membrane plasmique. Cette protéine interagit ensuite avec la ferriréductase Frp1, qui est par la suite ubiquitinylée au niveau du résidu lysine K365. Le complexe Frp1–Shu1–hème est alors reconnu par les composantes du système ESCRT, permettant son internalisation et le transfert du complexe vers les vacuoles. Une fois dans ce compartiment, l’hème peut soit être séquestré, soit être redistribué vers le cytoplasme, où il pourra être utilisé selon les besoins physiologiques de la cellule.","Iron is an essential element for all eukaryotic cells. This trace element is required for growth because it participates in numerous fundamental biological processes. An important source of iron is the heme molecule, which also serves as an indispensable cofactor for many proteins involved in essential cellular functions. The model yeast Schizosaccharomyces pombe is a microorganism that is prototrophic for heme. S. pombe can synthesize this molecule through a highly conserved biosynthetic pathway comprising eight enzymatic reactions. In addition to endogenous heme biosynthesis, S. pombe also possesses an additional way that allows it to acquire heme from the environment. This strategy mainly relies on the action of two proteins. The first, called Shu1, is a receptor anchored at the cell surface. The second, denoted Str3, is a membrane transporter also localized at the plasma membrane. The Shu1 receptor is a protein anchored to the plasma membrane via a GPI anchor. However, this protein does not possess a cytoplasmic domain that could be ubiquitinated, a post-translational modification required for the internalization of several cell-surface proteins via the ESCRT system. This observation therefore suggests the existence of one or more partner transmembrane proteins that would participate in the internalization of Shu1 after its binding to heme. Among the candidate proteins, the ferric reductase Frp1 could play this role. To study the exogenous heme acquisition pathway independently of its biosynthesis, we adopted an experimental strategy based on the deletion of the hem1+ gene, which blocks endogenous heme biosynthesis. Our results show that deletion of the frp1+ gene leads to poor hemin-dependent cell growth as compared with hem1Δ cells containing an endogenous frp1+ gene. In addition, the hem1Δ frp1Δ mutant displays a marked defect in ZnMP assimilation compared with the reference hem1Δ strain. Our results also indicate that the ferric reductase Frp1 interacts with Shu1. Furthermore, we showed that Frp1 is relocalized from the cell surface in a manner similar to Shu1, and that this relocalization depends on the ESCRT system and requires ubiquitination of Frp1 at lysine residue 365. Overall, the model we propose suggests that exogenous heme is first captured by the Shu1 receptor located at the plasma membrane. This protein then interacts with the ferric reductase Frp1, which is subsequently ubiquitinated at lysine residue K365. The Frp1Shu1–heme complex is then recognized by components of the ESCRT system, allowing its internalization and transfer to the vacuoles. Once in this compartment, heme can either be sequestered or redistributed to the cytoplasm, where it can be utilized according to the physiological needs of the cell."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Nouveau rôle pour la ferriréductase Frp1 dans l’acquisition de l’hème par la voie Shu1-dépendante chez la levure Schizosaccharomyces pombe"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Labbé, Simon"],"dc:creator":["Ammar, Farouk"],"dc:date.accessioned":["2026-05-21T20:21:09Z"],"dc:date.issued":["2026"],"dc:description.abstract":["Le fer est un élément essentiel pour toutes les cellules eucaryotes. Cet oligo-élément est requis pour le déroulement de nombreux processus biologiques fondamentaux. Une source importante de fer est la molécule d’hème, qui elle, constitue également un cofacteur indispensable pour plusieurs protéines impliquées dans des fonctions cellulaires essentielles. La levure modèle Schizosaccharomyces pombe est un microorganisme prototrophe pour l’hème. 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Parmi les protéines candidates, la ferriréductase Frp1 pourrait jouer ce rôle. Dans ce mémoire, afin d’étudier la voie d’acquisition de l’hème exogène indépendamment de sa biosynthèse, nous avons adopté une stratégie expérimentale reposant sur la délétion du gène hem1+, ce qui permet de bloquer la synthèse de novo de l’hème. Nos résultats montrent que la délétion du gène frp1+ entraîne un défaut de croissance cellulaire dépendant de l’hémine chez S. pombe. De plus, le mutant hem1Δ frp1Δ présente un défaut marqué d’assimilation de la ZnMP comparativement à la souche de référence hem1Δ. Nos résultats indiquent également que la ferriréductase Frp1 interagit avec Shu1. Par ailleurs, nous avons montré que Frp1 est relocalisée à partir de la surface cellulaire de manière similaire à Shu1, et que cette relocalisation dépend du système ESCRT et requiert l’ubiquitinylation de Frp1 au niveau du résidu lysine 365. 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The model yeast Schizosaccharomyces pombe is a microorganism that is prototrophic for heme. S. pombe can synthesize this molecule through a highly conserved biosynthetic pathway comprising eight enzymatic reactions. In addition to endogenous heme biosynthesis, S. pombe also possesses an additional way that allows it to acquire heme from the environment. This strategy mainly relies on the action of two proteins. The first, called Shu1, is a receptor anchored at the cell surface. The second, denoted Str3, is a membrane transporter also localized at the plasma membrane. The Shu1 receptor is a protein anchored to the plasma membrane via a GPI anchor. However, this protein does not possess a cytoplasmic domain that could be ubiquitinated, a post-translational modification required for the internalization of several cell-surface proteins via the ESCRT system. This observation therefore suggests the existence of one or more partner transmembrane proteins that would participate in the internalization of Shu1 after its binding to heme. Among the candidate proteins, the ferric reductase Frp1 could play this role. To study the exogenous heme acquisition pathway independently of its biosynthesis, we adopted an experimental strategy based on the deletion of the hem1+ gene, which blocks endogenous heme biosynthesis. Our results show that deletion of the frp1+ gene leads to poor hemin-dependent cell growth as compared with hem1Δ cells containing an endogenous frp1+ gene. In addition, the hem1Δ frp1Δ mutant displays a marked defect in ZnMP assimilation compared with the reference hem1Δ strain. Our results also indicate that the ferric reductase Frp1 interacts with Shu1. Furthermore, we showed that Frp1 is relocalized from the cell surface in a manner similar to Shu1, and that this relocalization depends on the ESCRT system and requires ubiquitination of Frp1 at lysine residue 365. Overall, the model we propose suggests that exogenous heme is first captured by the Shu1 receptor located at the plasma membrane. This protein then interacts with the ferric reductase Frp1, which is subsequently ubiquitinated at lysine residue K365. The Frp1Shu1–heme complex is then recognized by components of the ESCRT system, allowing its internalization and transfer to the vacuoles. 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