Que Sait On De l'Halophilie En Ce Début 1996?

Dominique MADERN
Institut de Biologie Structurale, 41 Avenue des Martyrs, 38027 Grenoble Cedex 1
Dans de nombreuses niches écologiques où règnent des conditions physico chimiques extrêmes de température, pH, pression, ou concentration des sels, une vie microbienne s'est développée. La caractérisation de ces organismes et de leur machinerie cellulaire parfaitement adaptée pour fonctionner dans ces conditions fait l'objet d'une recherche intensive. Notre laboratoire s'intéresse aux mécanismes moléculaires d'adaptation des protéines d'un micro-organisme halophile isolé dans la Mer Morte : Haloarcula marismortui. Notre protéine modèle, la malate deshydrogénase (hMDH) de Haloarcula marismortui présente les mêmes caractéristiques que la plupart des autres protéines halophiles . En particulier : L'enzyme présente une grande instabilité à basse concentration en sels ( < 2M NaCl). Elle est active, soluble et fonctionnelle dans des concentrations de sels où les protéines non halophiles s'inactivent, précipitent ou se dénaturent. De nombreuses caractérisations biochimique et biophysique, ont permis de mettre en évidence des interactions particulières de la surface de la hMDH avec son solvant dans les sels physiologiques. La nature et la force de ces interactions dominent la stabilité de l'enzyme. Disposant d'une méthode simple de renaturation de la hMDH après expression de son gène dans E. Coli, une étude par mutagénèse dirigée de l'enzyme a été entreprise. La caractérisation des premiers mutants d'une protéine halophile montre qu'ils présentent tous un caractère halophile plus accentué comparativement à la hMDH de type sauvage. Les résultats obtenus discutés à la lumière de la structure cristallographique de la hMDH, permettent de souligner le rôle de l'enveloppe d'hydratation de la protéine.

Références :
  1. Bonneté F., Madern D., Zaccai G. (1994 )
    Stability against denaturation mechanisms in halophilic malate dehydrogenase "adapt" to solvent conditions.
    J. Mol. Biol 244, 436 447
  2. Madern D., Pfister, C., Zaccai G. (1995 )
    Mutation at a single acidic amino acid enhances the halophilic behaviour of malate dehydrogenase from Haloarcula marismortui in physiological salts.
    Eur. J. Biochem. 230 N3,1088 -1095