Métaux et Microorganismes
Le laboratoire
IREBS - Biotechnologie et signalisation cellulaire
Equipe « Transports membranaires bactériens »
UMR7242
Boulevard Sébastien Brant - BP 10413
67412 ILLKIRCH-GRAFFENSTADEN
Responsable de l’équipe : Isabelle SCHALK, DR CNRS
Autres chercheurs impliqués dans le réseau REALISE :
Valérie GEOFFROY, MdC UdS
Gaëtan MISLIN, CR CNRS
Compétences : http://irebs.u-strasbg.fr/spip.php?rubrique64
Fiche de compétences de l'équipe
Les travaux dans RÉALISE de 2007 à 2014
Nous étudions les possibilités d’utiliser des sidérophores bactériens (pyoverdine, pyocheline et azotobactine) ou des analogues de synthèse pour la détection et la quantification de métaux toxiques à l’état de traces.
Nous étudions également les possibilités d’utiliser les sidérophores bactériens et les voies d’assimilation du fer des bactéries dans des procédés de bioremédiation. Nous avons déjà montré que le sidérophore pyoverdine pouvait chélater de nombreux métaux toxiques et que ces complexes semblent interagir avec les récepteur protéiques au niveau de la membrane externe de Pseudomonas aeruginosa. Nous allons déterminer pour chacun de ces complexes ses possibilités d’être transporté puis établir son devenir à l’intérieur de la cellule. Cette étude permettra d’évaluer le potentiel de la voie pyoverdine dans des procédés de bioremédiation. Le même type d’étude est mené avec d’autres sidérophores bactériens.
90 % des microorganismes vivent dans la nature sous forme de biofilm. De ce fait, nous étudierons également le devenir de ces complexes sidérophores-métaux toxiques en présence de Pseudomonas aeruginosa cultivé en biofilm ou en billes d’alginates (collaboration avec le Pr. Thierry Lebeau). En effet, le comportement des microorganismes selon leur mode de culture est complètement différent.
En fonction des résultats obtenus avec ces premières études et selon les métaux, nous étudierons en collaboration avec le groupe du Prof Thierry Lebeau les possibilités d’utiliser ces voies de transport de fer utilisant des sidérophores dans différents procédés de détoxification :
- bioremédiation
- biaugmentation
En effet, la présence de ces bactéries productrices de sidérophores dans le sol va permettre d’augmenter la solubilité des métaux et leur biodisponibilité. - couplage bioaugmentation -phytoextraction
Il s'agit dans ce cas, non pas d'immobiliser le métal mais de dépolluer le sol grâce à la phytoextraction "accélérée" par bioaugmentation de sols contaminés, suivie du traitement de la biomasse végétale par incinération. Ce projet est financé par une ANR "Jeunes chercheurs et jeunes chercheuses" en 2005 (Réf. : ANR-05-JCJC-0181-01
Article : Les sidérophores bactériens, des outils pour la dépollution
Les travaux de thèse en cours
Paulen Aurélie, « Synthèse de conjugués de type cheval de troie entre des sidérophores et des antibiotiques». Directeur de thèse : Gaëtan Mislin. (2013-),
Cunrath Olivier, « Dynamique des protéines impliquées dans la machine de transport du fer chez Pseudomonas aeruginosa. Directeur de thèse : Isabelle Schalk.
Thèses soutenues de 2009 à 2014
Ferret Claire, « Les sidérophores, des outils pour la bioaugmentation associée à la phytoextraction dans le traitement in-situ de sols contaminés par des métaux lourds. ». Soutenue le 19 septembre 2012. Direction : V. Geoffroy.
Pesset Bénédicte, « Conception et synthèse d’inhibiteurs de la machinerie TonB : une piste prometteuse pour le développement de nouvelles antibiothérapies à large spectre ». Soutenue le 27 septembre 2012. Directeur de thèse : Gaëtan Mislin. Allocation de la Direction Générale de l’Armement, oct 2009-oct 2012
Hannauer Mélissa, 5 octobre 2011, « Etude du transporteur ABC impliqué dans l’import du fer dans la voie Pvd chez Pseudomonas aeruginosa ».Dir. Schalk I.
Résumé
Noel Sabrina, octobre 2010 , « Synthèse de prodrogues et d’inhibiteurs du transport du fer chez Pseudomonas aeruginosa »
Résumé
Ahmed Meksem, 7 juillet 2010, "Etudes structurales et fonctionnelles des récepteurs Ton B-dépendants de bactéries à gram négatif". Dir. Schalk I.
Résumé
Yeterian Emilie, 17 juin 2010, « Etude des machineries membranaires impliquées dans l’assimilation du fer par la pyoverdine et la pyocheline chez Pseudomonas aeruginosa ». Dir. Schalk I.
Résumé
Nader Mirella, 24 octobre 2009, « Etude du transporteur FpvA impliqué dans le transport de la pyoverdine-ferrique à travers la membrane externe chez Pseudomonas aeruginosa ».
Résumé
Bachelet Mickaël, 30 octobre 2009, "Aspects cinétiques de l’interaction Acidithiobacillus thiooxidans/silicates complexes", dir. Crovisier, J.-L. et Geoffroy, V.
Résumé
Publications soumises à Comité de Lecture depuis 2007
2013
Baco E., Hoegy F., Schalk I. J., Mislin G. L. A. (2014) Diphenyl-benzo[1,3]dioxole-4-carboxylic acid pentafluorophenyl ester : a convenient catechol precursor in the synthesis of siderophore vectors suitable for antibiotic Trojan horse strategies. Org Biool Chem 12(5):749-57
Guillon L., Altenburger S., Graumann P. L., Schalk I. J. (2013)Deciphering protein dynamics of the siderophore pyoverdine pathway in Pseudomonas aeruginosa. Plos One 8(10): e79111. doi:10.1371/journal.pone.0079111
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Hoegy F., Schalk I. J. (2013) Monitoring iron uptake. Springer Protocols Manuscript. Methods In Pseudomonas aeruginosa. Edt Filloux A. & Ramos J. L. sous presse.
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2011
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Karl Brillet, Cornelia Reimmann, Gaetan L. A. Mislin, Sabrina Noël, Didier Rognan, Isabelle J. Schalk, and David Cobessi.Pyochelin Enantiomers and Their Outer-Membrane Siderophore Transporters in Fluorescent Pseudomonads: Structural Bases for Unique Enantiospecific Recognition. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16503–16509
Sabrina Noël, Veronique Gasser, Benedicte Pesset, Francoise Hoegy, Didier Rognan, Isabelle J. Schalk and Gaëtan L. A. Mislin. Synthesis and biological properties of conjugates between fluoroquinolones and a N3¢¢-functionalized pyochelin. Organic & Biomolecular Chemistry, Accepted 14th September 2011
Isabelle J. Schalk, Mélissa Hannauer and Armelle Braud. New roles for bacterial siderophores in metal transport and tolerance. Environmental Microbiology (2011) 13(11), 2844–2854
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F. Hoegy, M. N. Gwynn, I. J. Schalk. 2010. Susceptibility of Pseudomonas aeruginosa to catechol-substituted cephalosporin is unrelated to the pyochelin-Fe transporter FptA. Amino Acids, 38, 5, 1627-9.
D. Rodriguez-Lucena, F. Gaboriau, F. Rivault, I. J. Schalk, G. Lescoat, G. L. A. Mislin. 2010. Synthesis and biological properties of iron chelators based on a bis-2-(2-hydroxy-phenyl)-thiazole-4-carboxamide or -thiocarboxamide (BHPTC) scaffold. Bioorg Med Chem. 18(2):689-95
E. Yeterian, L. W. Martin, L. Guillon, L. Journet, I. L. Lamont, I. J. Schalk. 2010. Synthesis of the siderophore pyoverdine in Pseudomonas aeruginosa involves a periplasmic maturation. Amino Acids, 38, 5, 1447-59.
E. Yeterian, L. W. Martin, I. L. Lamont, I. J. Schalk. 2010. An efflux pump is required for siderophore recycling by Pseudomonas aeruginosa. Environ Microbiol Report, 2, 412-418.
2009
A. Braud, G. L. A. Mislin, I. J. Schalk. 2009. The Pseudomonas aeruginosa pyochelin-iron uptake pathway and its metal specificity. J Bacteriol., 191, 3517-25
A. Braud, F. Hoegy, K. Jezequel, T. Lebeau, I. J. Schalk. 2009. New insights into the metal specificity of the Pseudomonas aeruginosa pyoverdine–iron uptake pathway. Environ Microbiol 11, 1079-91
K. Brillet K., A. Meksem, E. Lauber, C. Reimmann, D. Cobessi. 2009. Use of an in-house approach to study the three-dimensional structures of various outer membrane proteins: structure of the alcaligin outer membrane transporter FauA from Bordetella pertussis. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 65, 4, 326-31.
K. Brillet A. Meksem, A. Thompson, D. Cobessi. 2009. Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the TonB-dependent haem outer membrane transporter ShuA from Shigella dysenteriae. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun., 65, 4, 402-5.
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F. Hoegy, X. Lee, S. Noel, D. Rognan, G. L. A. Mislin, C. Reimmann, I. J. Schalk 2009. Stereospecificity of the siderophore pyochelin outer membrane transporters in fluorescent Pseudomonads. J Biol Chem, 284, 14949-57.
J. Schalk, L. A. Lamont, D. Cobessi. 2009. Structure-function relationships in the bifunctional ferri-siderophore FpvA receptor from Pseudomonas aeruginosa. Biometals 22, 4, 671-8.
S. Wagner, I. Sorg, M. Degiacomi, L. Journet, M. Dal Peraro, G. R. Cornelis. 2009. The helical content of the YscP molecular ruler determines the length of the Yersinia injectisome. Mol Microbiol. 71, 692-701
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