Toxicité de l'oxygène : une approche du rôle biologique des superoxydes dismutases chez Escherichia coli

Les superoxydes dismutases (SOD) sont des metalloproteines, elles eliminent le radical 02-, premier des derives de l'oxygene, les responsables de la "Toxicite de l'oxygene". Escherichia coli possede une SOD a fer (FeSOD), synthetisee de facon constitutive, et une SOD a manganese (MnSOD) inductible par l'oxygene. Dans le but d'etudier la fonction biologique de ces enzymes, nous avons construit par mutagenese insertionnelle des mutants depourvus de FeSOD (mutant sodB) ou de MnSOD (mutant sodA). En milieu riche, l'absence de l'une ou l'autre SOD a peu d'effet ; en milieu minimum, la croissance aerobie reste peu affectee mais la sensibilite au paraquat (producteur intracellulaire de radicaux 02-) est accrue, particulierement pour le mutant sodA. Un double mutant totalement depourvu de SOD a aussi ete construit : il est hypersensible a l'oxygene au paraquat et au peroxyde d'hydrogene. En milieu minimum, la croissance n'est restauree que si l'on ajoute les 20 acides amines. Nous pouvons en conclure que l'absence de SOD chez E. Coli cree une sensibilite conditionnelle a l'oxygene. Par ailleurs, nous avons determine la sequence de sodB, gene de structure de la SOD a fer, et deduit celle de la FeSOD. A l'aide de ces donnees et d'une analyse cristallographique en rayons X, nous avons pu comparer la structure complete de la FeSOD de E. Coli a celle de la MnSOD de Thermus thermophilus : les homologies s'etendent de la structure primaire a la structure quaternaire, elles concernent egalement la conformation du site catalytique, la place et la nature des ligands des cofacteurs metalliques. Ces resultats revelent que l'homologie de la famille des SOD a fer et a manganese depasse l'identite de leurs sequences.