Nouveau rôle pour la ferriréductase Frp1 dans l’acquisition de l’hème par la voie Shu1-dépendante chez la levure Schizosaccharomyces pombe

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.

Name thesis:degree_name

M. Sc.

Level thesis:degree_level

Maîtrise

Discipline thesis:degree_discipline

Biochimie

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2026

Author dc:creator

• Ammar, Farouk

Advisor dc:contributor.advisor

• Labbé, Simon

• Hème
• Hémoprotéine
• Schizosaccharomyces pombe
• Ferriréductase
• Frp1
• Frp2
• Hemoprotein
• Ferric reductase

Language dc:language.iso

fr

DOI

https://doi.org/10.71892/11143/1687

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/24666