AbstractsBiology & Animal Science

La levure Saccharomyces cerevisiae est capable d’utiliser une grande variété de sucres comme source de carbone et d’énergie. La plupart des enzymes impliquées dans l’utilisation de ces sucres sont codées par des gènes issus de familles multigéniques. C’est le cas de la famille IMA identifiée comme impliquée dans l’utilisation de l’isomaltose. Cette famille comprend cinq gènes qui codent pour quatre isomaltases partageant une forte identité de séquence (de 65% à 100 %). Dans ce travail , la diversitéfonctionnelle de la famille IMA a été étudiée, en caractérisant de façon exhaustive in vitro leurs propriétés biochimiques et enzymologiques. Ima1p et Ima2p possèdent des propriétés biochimiques identiques (pH, température, et thermostabilité) mais Ima3p se distingue par rapport à ces deux protéines bien que n’ayant que trois acides de différence avec Ima2p (thermostabilité plus faible). Ima5p quant à elle, est la protéine la plus dissemblable (température optimale plus faible et demi-vie basse dès 37°C). Les quatre isomaltases sont cependant très sensibles au Tris et aux ions Fe3+. Les quatre isoenzymes présentent une préférence pour les disaccharides liés en α-1,6 (isomaltose et palatinose), avec une cinétique de type Michaëlis-Menten et une inhibition par le substrat à une concentration élevée. Les isomaltases Imap sont cependant aussi capables d'hydrolyser les disaccharides α-1,2, α-1,3 et α-1,5 ainsi que les trisaccharides portant une liaison α-1,6, ce qui met en évidence leur ambiguïté de substrat .Nos résultats ont toutefois montré de nombreuses singularités dans cette famille de protéines. Alors que Ima1p et Ima2p présentent des propriétés très semblables, l’activité catalytique de Ima3p est globalement très faible malgré sa forte ressemblance avec Ima2p. Le variant Ima3p_R279Q retrouve des niveaux d'activité proches de ceux d’Ima2p, tandis que la substitution d’une leucine par une proline à la position 240 a permis d’augmenter de manière significative la stabilité d’Ima3p confirmant le rôle des prolines dans la thermostabilité des protéines. L’hydrolyse de l’isomaltose par Ima5p réfute lesconclusions précédemment publiées sur l'exigence d'acides aminés spécifiques pour déterminer la spécificité de α-1,6 puisque le variant IMA5-MQH ne permet pas de restaurer une activité semblable à Ima1p malgré la présence des trois résidus MQH. Nous avons également trouvé qu’Ima5p est inhibé par le maltose suivant une inhibition mixte tandis qu’Ima1p est inhibée de façon compétitive à faible concentration et de manière incompétitive à forte concentration en isomaltose Most enzymatic systems for sugar uptake and assimilation rely on multigene families in theyeast Saccharomyces cerevisiae. The IMA / MAL family has been used as a model system to study themolecular mechanisms that govern evolution of duplicated genes. The five IMA multigene familymembers encode four isomaltases sharing high sequence identity from 65% to 99%, of which IMA3and IMA4 are 100% identical to encode the same isomaltase. In this work, the functional…