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ThesisJan 2025

Compréhension des mécanismes de résistance à la 5-Fluorocytosine chez des mycètes par l'étude structurale et fonctionelle de leur désaminase de cytosine

Grenier, J
Product Used
Genes
Abstract
Étant donné l'émergence de résistance aux molécules antifongiques chez les mycètes pathogènes, un problème qui ne cesse de prendre de l'ampleur, la désaminase de cytosine Fcy1, codée par le gène FCY1 chez Saccharomyces cerevisiae et avec laquelle le médicament flucytosine interagit, est à l'étude dans ce projet. Pour mieux comprendre les bases moléculaires de la résistance aux antifongiques en lien avec Fcy1, le principal objectif de ce projet est de caractériser structurellement et fonctionnellement cette désaminase de cytosine de type sauvage et certains mutants de celle-ci. Des orthologues de type sauvage ainsi qu'un mutant de cette protéine, retrouvés chez plusieurs mycètes pathogènes, sont aussi à l'étude dans ce projet de recherche. Tout d'abord, les structures de Fcy1 et ses orthologues chez Aspergillus niger, Candida albicans, Candida glabrata et Cryptococcus neoformans ont été résolues. Certaines de ces structures ont permis d'observer les enzymes dans des conformations ouvertes, permettant l'entrée du substrat au site actif. En effet, certaines structures permettent l'observation du segment en C-terminal de ces protéines qui se replie et se place de façon à médier l'entrée au site actif de celles-ci. La structure d'un mutant inactif de Fcy1 a aussi été résolue, montrant comment le remplacement d'un résidu méthionine par un résidu tryptophane force l'enzyme à rester dans une conformation ouverte, cessant ainsi l'activité de celle-ci. De plus, des collègues du laboratoire Landry, qui ont étudié l'expression et l'activité de Fcy1 et de plusieurs mutants, in-vivo chez S. cerevisiae, ont rapporté que la coexpression de mutants inactifs de cette enzyme menait à la restauration de l'activité enzymatique. Une hypothèse suggérant la formation d'hétérodimères de mutants inactifs de Fcy1, qui rétablissent l'activité de la protéine une fois assemblés, a été mise à l'épreuve par la résolution de la structure d'un de ces hétérodimères constitué de mutants différents de Fcy1. Des mesures d'activité catalytique des protéines à l'étude ont aussi été faites, avec la cytosine et la 5-Fluorocytosine comme substrats, pour mesurer les paramètres de cinétique enzymatique de celles-ci. Aussi, des mesures de température de fusion (T$_\textup{m}$) ont été prises pour les protéines afin d'évaluer leur stabilité. Éventuellement, ce projet permettra de mieux comprendre comment la résistance à la 5-Fluorocytosine se présente lorsque Fcy1, ou un de ses orthologues est impliqué dans ce phénomène via des mutations. Ainsi, ce projet pavera la voie pour davantage de recherches qui visent à mieux comprendre cette problématique chez des pathogènes fongiques émergents, qui possèdent un orthologue de Fcy1.
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