Cloning, expression and purification of recombinant streptokinase: partial characterization of the protein expressed in Escherichia coli

We cloned the streptokinase (STK) gene of Streptococcus equisimilis in an expression vector of Escherichia coli to overexpress the profibrinolytic protein under the control of a tac promoter. Almost all the recombinant STK was exported to the periplasmic space and recovered after gentle lysozyme digestion of induced cells. The periplasmic fraction was chromatographed on DEAE Sepharose followed by chromatography on phenyl-agarose. Active proteins eluted between 4.5 and 0% ammonium sulfate, when a linear gradient was applied. Three major STK derivatives of 47.5 kDa, 45 kDa and 32 kDa were detected by Western blot analysis with a polyclonal antibody. The 32-kDa protein formed a complex with human plasminogen but did not exhibit Glu-plasminogen activator activity, as revealed by a zymographic assay, whereas the 45-kDa protein showed a Km = 0.70 µM and kcat = 0.82 s-1, when assayed with a chromogen-coupled substrate. These results suggest that these proteins are putative fragments of STK, possibly derived from partial degradation during the export pathway or the purification steps. The 47.5-kDa band corresponded to the native STK, as revealed by peptide sequencing

New vaccine strategies against enterotoxigenic Escherichia coli: I: DNA vaccines against the CFA/I fimbrial adhesin

Stimulation of the mammalian immune system by administration of plasmid DNA has been shown to be an important approach for vaccine development against several pathogens. In the present study we investigated the use of DNA vaccines to induce immune responses against an enteric bacterial pathogen, enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC). Three plasmid vectors encoding colonization factor antigen I (CFA/I), an ETEC fimbrial adhesin, were constructed. Eukaryotic cells transfected with each of these plasmids expressed the heterologous antigen in different compartments: bound to the cytoplasmic membrane (pRECFA), accumulated in the cytoplasm (pPolyCFA) or secreted to the outside medium (pBLCFA). BALB/c mice were intramuscularly (im) inoculated with purified plasmid DNA and the systemic, cellular and secreted CFA/I-specific immune responses were analyzed. The results showed that all three DNA vaccine formulations could elicit CFA/I-specific immune responses. Moreover, cellular location of the plasmid-encoded CFA/I seems to have an important role in the induced immune response. Taken together, these results indicate that DNA vaccines also represent a promising approach against enteric bacterial pathogens.

Prevalence of diarrheogenic Escherichia coli and rotavirus among children from Botucatu, São Paulo State, Brazil

In a one-year prospective study carried out to define the role of rotavirus and Escherichia coli in local childhood diarrhea, we determined the prevalence of both agents in 54 diarrheic children attending a health center in Botucatu. Diarrheogenic E. coli (DEC) strains were characterized by O:H serotyping, a search for virulence genetic markers, and assays of adherence to HEp-2 cells. Except for enteroaggregative E. coli (EAEC), no other DEC category was detected in the children's stools. Both EAEC and rotavirus were isolated from 22 of the 54 (41.0%) diarrheic children as single agents or in combination with other enteropathogens. However, when considering the presence of a single agent, EAEC was dominant and isolated from 20.4% of the patients, whereas rotavirus was detected in 14.8%. These results indicate that rotavirus and EAEC play a significant role as agents of childhood diarrhea in the local population.

Thiol-independent activity of a cholesterol-binding enterohemolysin produced by enteropathogenic Escherichia coli

Enterohemolysin produced by Escherichia coli associated with infant diarrhea showed characteristics similar to those of thiol-activated hemolysins produced by Gram-positive bacteria, including inactivation by cholesterol, lytic activity towards eukaryotic cells and thermoinstability. However, enterohemolysin activity was not inactivated by oxidation or by SH group-blocking agents (1 mM HgCl2, 1 mM iodoacetic acid) and the hemolysin (100 µg/ml) was not lethal to mice, in contrast to the lethality of the thiol-activated hemolysin family to animals. Earlier reports showed that intravenous injection of partially purified streptolysin O preparations (0.2 µg) was rapidly lethal to mice. These results suggest that E. coli enterohemolysin is not a thiol-activated hemolysin, despite its ability to bind cholesterol, probably due to the absence of free thiol-group(s) that characterize the active form of the thiol-activated hemolysin molecule.

Effect of the Escherichia coli EMO strain on experimental infection by Salmonella enterica serovar Typhimurium in gnotobiotic mice

An experimental infection with Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium was evaluated in gnotobiotic mice previously exposed to a plasmid-free non-pathogenic Escherichia coli (EMO strain). Mice were exposed to EMO (experimental) or not (control) 10 days before challenge with Salmonella Typhimurium (10² colony forming units (CFU)/mouse). Survival after challenge was higher (P < 0.05) in the experimental group (16%) than in the control animals (0%). Histopathological examination of the colon and ileum mucosa of the experimental group showed less extensive lesions such as edema, cell inflammatory infiltration and hyperemia. The epithelial cells of the mucosal surface and the production of the mucous layer were also better preserved in the experimental group. The population levels of Salmonella Typhimurium in the feces were initially 10-fold lower (P < 0.05) in the experimental groups. However, 3 days after challenge both experimental and control groups showed similar population levels ranging from 10(8) to()10(9) CFU/g of feces. The intestinal contents of total and anti-Salmonella Typhimurium sIgA were higher in the experimental groups 10 days after inoculation of E. coli EMO strain. Translocation of Salmonella Typhimurium to the spleen was 10-fold lower (P < 0.05) in the experimental group only on day 3 after infection. This was not related to an increase in the bacterial blood clearance of the animals, as shown by experimental venous challenge with E. coli B41. In conclusion, treatment of mice with E. coli EMO strain promoted a relative protection against experimental infection with Salmonella Typhimurium. This protection was not due to the reduction of the population of pathogens in the intestine but was probably related to stimulation of the immune response.

Antagonic effect of the inhibition of inducible nitric oxide on the mortality of mice acutely infected with Escherichia coli and Bacteroides fragilis

Sepsis, the leading cause of death in intensive care units, is associated with overproduction of nitric oxide (NO) due to inducible NO synthase (iNOS), responsible for some of the pathologic changes. Aminoguanidine (AG) is a selective iNOS inhibitor with reported inconsistent actions in sepsis. To investigate the influence of iNOS, we studied models of acute bacterial sepsis using acute challenges with aerobic (Escherichia coli) and anaerobic (Bacteroides fragilis) bacteria in the presence of AG. Six-week-old, 23 g, male and female BALB/c and C57Bl/6j mice, in equal proportions, were inoculated (ip) with bacteria in groups of 4 animals for each dose and each experiment in the absence or presence of AG (50 mg/kg, ip, starting 24 h before challenge and daily until day 6) and serum nitrate was measured by chemiluminescence. Both types of bacteria were lethal to mice, with an LD50 of 6 nephelometric units (U) for E. coli and 8 U for B. fragilis. Nitrate production peaked on the second day after E. coli inoculation with 8 and 6 U (P < 0.05), but was absent after non-lethal lower doses. After challenge with B. fragilis this early peak occurred at all tested doses after 24 h, including non-lethal ones (P < 0.05). AG-treated mice challenged with E. coli presented higher survival (P < 0.05) and increased LD50. AG-treated mice challenged with B. fragilis had lower LD50 and higher mortality. Control AG-treated animals presented no toxic effects. The opposite effect of iNOS blockade by AG in these models could be explained by restriction of oxygen for immune cells or an efficient action of NO in anaerobic localized infections. The antagonic role of NO production observed in our bacterial models could explain the reported discrepancy of NO action in sepsis.

Serogroups and virulence genotypes of Escherichia coli isolated from patients with sepsis

Sixty strains of Escherichia coli, isolated by hemoculture, from septicemic Brazilian patients were evaluated to determine their serogroup and invasivity to Vero cells. All 60 patients died within 2 days of hospitalization. Furthermore, the molecular study of the following extraintestinal pathogenic E. coli-associated virulence factor (VF) genes was performed by PCR: i) adhesins: type 1 fimbria (fimH), S fimbria (sfaD/E), P fimbria (papC and papG alleles) and afimbrial adhesin (afaB/C); ii) capsule K1/K5 (kpsMTII); iii) siderophores: aerobactin (iucD), yersiniabactin (fyuA) and salmochelin (iroN); iv) toxins hemolysin (hlyA), necrotizing cytotoxic factor type 1 (cnf1) and secreted autotransporter toxin (sat); v) miscellaneous: brain microvascular endothelial cells invasion (ibeA), serum resistance (traT), colicin V (cvaC) and specific uropathogenic protein (usp). Our results showed that isolates are able to invade Vero cells (96.6%), differing from previous research on uropathogenic E. coli (UPEC). The O serogroups associated with UPEC were prevalent in 60% of strains vs 11.7% of other serogroups. The PCR results showed a conserved virulence subgroup profile and a prevalence above 75% for fimH, fyuA, kpsMTII and iucD, and between 35-65% for papC, papG, sat, iroN, usp and traT. The evasion from the immunological system of the host and also iron uptake are essential for the survival of extraintestinal pathogenic E. coli strains. Interestingly, among our isolates, a low prevalence of VF genes appeared. Therefore, the present study contributes to the identification of a bacterial profile for sepsis-associated E. coli.

Hydrogen peroxide induces a specific DNA base change profile in the presence of the iron chelator 2,2’ dipyridyl in Escherichia coli

Pretreatment of Escherichia coli cultures with the iron chelator 2,2’-dipyridyl (1 mM) protects against the lethal effects of low concentrations of hydrogen peroxide (<15 mM). However, at H2O2 concentrations equal to or greater than 15 mM, dipyridyl pretreatment increases lethality and mutagenesis, which is attributed to the formation of different types of DNA lesions. We show here that pretreatment with dipyridyl (1 mM) prior to challenge with high H2O2 concentrations (≥15 mM) induced mainly G:C→A:T transitions (more than 100X with 15 mM and more than 250X with 20 mM over the spontaneous mutagenesis rate) in E. coli. In contrast, high H2O2 concentrations in the absence of dipyridyl preferentially induced A:T→T:A transversions (more than 1800X and more than 300X over spontaneous mutagenesis for 15 and 20 mM, respectively). We also show that in the fpg nth double mutant, the rpoB gene mutation (RifS-RifR) induced by 20 mM H2O2 alone (20X higher) was increased in 20 mM H2O2 and dipyridyl-treated cultures (110X higher), suggesting additional and/or different lesions in cells treated with H2O2 under iron deprivation. It is suggested that, upon iron deprivation, cytosine may be the main damaged base and the origin of the pre-mutagenic lesions induced by H2O2.

Survival of Shiga toxin-producing Escherichia coli O157:H7 in Minas frescal cheese

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) O157:H7 strains (isolated by cattle’s faeces and a reference strain, EDL933), were inoculated into pasteurized milk (102 and 103 cells.mL–1) to prepare the Minas frescal cheese. As control was used uninfected milk. Physicochemical and microbiological analyses were performed to milk and elaborated cheese. The O157:H7 strains were quantified in the stages of cheese processing and during 0, 2, 4, 5, 7, 10 and 15 storage days at 8 °C onto Sorbitol MacConkey Agar supplemented with potassium tellurite and cefixime (CT-SMAC). O157:H7 was not present in the pasteurised milk prior to the artificial inoculation. At the end of the processing the cheese had 10 to 100 times more STEC O157:H7 than the initial inoculum. During the storage, the Minas frescal cheese exhibited the largest population increase on the 4th and 5th day when inoculated with 102 and 103 cells.mL–1, respectively. Additionally, viable cells were found up to the 10th and 15th day, according to the amount of initial inoculum. This number of cells is able to cause infection in humans, and therefore, Minas frescal cheese, even when stored under refrigeration, is a potential vehicle of disease caused by STEC O157:H7.

Les R-loops et leurs conséquences sur l'expression génique chez Escherichia coli.

Des variations importantes du surenroulement de l’ADN peuvent être générées durant la phase d’élongation de la transcription selon le modèle du « twin supercoiled domain ». Selon ce modèle, le déplacement du complexe de transcription génère du surenroulement positif à l’avant, et du surenroulement négatif à l’arrière de l’ARN polymérase. Le rôle essentiel de la topoisomérase I chez Escherichia coli est de prévenir l’accumulation de ce surenroulement négatif générée durant la transcription. En absence de topoisomérase I, l’accumulation de ce surenroulement négatif favorise la formation de R-loops qui ont pour conséquence d’inhiber la croissance bactérienne. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui se forment entre l’ARN nouvellement synthétisé et le simple brin d’ADN complémentaire. Dans les cellules déficientes en topoisomérase I, des mutations compensatoires s’accumulent dans les gènes qui codent pour la gyrase, réduisant le niveau de surenroulement négatif du chromosome et favorisant la croissance. Une des ces mutations est une gyrase thermosensible qui s’exprime à 37 °C. La RNase HI, une enzyme qui dégrade la partie ARN d’un R-loop, peut aussi restaurer la croissance en absence de topoisomérase I lorsqu’elle est produite en très grande quantité par rapport à sa concentration physiologique. En présence de topoisomérase I, des R-loops peuvent aussi se former lorsque la RNase HI est inactive. Dans ces souches mutantes, les R-loops induisent la réponse SOS et la réplication constitutive de l’ADN (cSDR). Dans notre étude, nous montrons comment les R-loops formés en absence de topoisomérase I ou RNase HI peuvent affecter négativement la croissance des cellules. Lorsque la topoisomérase I est inactivée, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif conduit à la formation de nombreux R-loops, ce qui déclenche la dégradation de l’ARN synthétisé. Issus de la dégradation de l’ARNm de pleine longueur, des ARNm incomplets et traductibles s’accumulent et causent l’inhibition de la synthèse protéique et de la croissance. Le processus par lequel l’ARN est dégradé n’est pas encore complètement élucidé, mais nos résultats soutiennent fortement que la RNase HI présente en concentration physiologique est responsable de ce phénotype. Chose importante, la RNase E qui est l’endoribonuclease majeure de la cellule n’est pas impliquée dans ce processus, et la dégradation de l’ARN survient avant son action. Nous montrons aussi qu’une corrélation parfaite existe entre la concentration de RNase HI, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif et l’inhibition de la croissance bactérienne. Lorsque la RNase HI est en excès, l’accumulation de surenroulement négatif est inhibée et la croissance n’est pas affectée. L’inverse se produit Lorsque la RNase HI est en concentration physiologique. En limitant l’accumulation d’hypersurenroulement négatif, la surproduction de la RNase HI prévient alors la dégradation de l’ARN et permet la croissance. Quand la RNase HI est inactivée en présence de topoisomérase I, les R-loops réduisent le niveau d’expression de nombreux gènes, incluant des gènes de résistance aux stress comme rpoH et grpE. Cette inhibition de l’expression génique n’est pas accompagnée de la dégradation de l’ARN contrairement à ce qui se produit en absence de topoisomérase I. Dans le mutant déficient en RNase HI, la diminution de l’expression génique réduit la concentration cellulaire de différentes protéines, ce qui altère négativement le taux de croissance et affecte dramatiquement la survie des cellules exposées aux stress de hautes températures et oxydatifs. Une inactivation de RecA, le facteur essentiel qui déclenche la réponse SOS et le cSDR, ne restaure pas l’expression génique. Ceci démontre que la réponse SOS et le cSDR ne sont pas impliqués dans l’inhibition de l’expression génique en absence de RNase HI. La croissance bactérienne qui est inhibée en absence de topoisomérase I, reprend lorsque l’excès de surenroulement négatif est éliminé. En absence de RNase HI et de topoisomérase I, le surenroulement négatif est très relaxé. Il semble que la réponse cellulaire suite à la formation de R-loops, soit la relaxation du surenroulement négatif. Selon le même principe, des mutations compensatoires dans la gyrase apparaissent en absence de topoisomérase I et réduisent l’accumulation de surenroulement négatif. Ceci supporte fortement l’idée que le surenroulement négatif joue un rôle primordial dans la formation de R-loop. La régulation du surenroulement négatif de l’ADN est donc une tâche essentielle pour la cellule. Elle favorise notamment l’expression génique optimale durant la croissance et l’exposition aux stress, en limitant la formation de R-loops. La topoisomérase I et la RNase HI jouent un rôle important et complémentaire dans ce processus.

Étude d'un variant de la toxine STb produite par Escherichia coli

Les E. coli entérotoxinogènes (ETEC) sont souvent la cause de diarrhée post-sevrage chez le porc. Deux types d’entérotoxines sont retrouvées chez les ETEC, soit les thermolabiles, comme la toxine LT, et les thermostables, comme EAST-1, STa et STb. Cette dernière est composée de 48 acides aminés et est impliquée dans la pathologie causée par les ETEC. Pour la première fois un variant de la toxine STb fut découvert dans une étude. Nous avons alors émis l’hypothèse qu’il y a présence de variants dans la population de souches ETEC du Québec. Dans les 100 souches STb+ analysées, 23 possédaient le gène de la toxine avec une variation dans la séquence génétique : l’asparagine était présente en position 12 remplaçant ainsi l’histidine. Une corrélation entre la présence du variant et la présence de facteurs de virulence retrouvés dans ces 100 souches ETEC étudiées a été effectuée. Ce variant semble fortement associé à la toxine STa puisque toutes les souches variantes ont hybridé avec le gène codant pour cette dernière. Étant donné sa présence répandue dans la population de souches ETEC du Québec, nous avons de plus émis l’hypothèse que ce variant a des caractéristiques biologiques altérées par rapport à la toxine sauvage. L’analyse par dichroïsme circulaire a montré que le variant et la toxine sauvage ont une structure secondaire ainsi qu’une stabilité similaires. Par la suite, l’attachement au récepteur de la toxine, le sulfatide, a été étudié par résonnance plasmonique de surface (biacore). Le variant a une affinité au sulfatide légèrement réduite comparativement à la toxine sauvage. Puisque l’internalisation de la toxine fut observée dans une étude précédente et qu’elle semble liée à la toxicité, nous avons comparé l’internalisation du variant et de la toxine sauvage à l’intérieur des cellules IPEC-J2. L’internalisation du variant dans les cellules est légèrement supérieure à l’internalisation de la toxine sauvage. Ces résultats suggèrent que le variant est biochimiquement et structurellement comparable à la toxine sauvage.

Rôle des topoisomérases de type IA dans la ségrégation des chromosomes chez Escherichia coli

Les topoisomérases I (topA) et III (topB) sont les deux topoisomérases (topos) de type IA d’Escherichia coli. La fonction principale de la topo I est la relaxation de l’excès de surenroulement négatif, tandis que peu d’information est disponible sur le rôle de la topo III. Les cellules pour lesquelles les deux topoisomérases de type IA sont manquantes souffrent d’une croissance difficile ainsi que de défauts de ségrégation sévères. Nous démontrons que ces problèmes sont majoritairement attribuables à des mutations dans la gyrase qui empêchent l’accumulation d’excès de surenroulement négatif chez les mutants sans topA. L’augmentation de l’activité de la gyrase réalisée par le remplacement de l’allèle gyrB(Ts) par le gène de type sauvage ou par l’exposition des souches gyrB(Ts) à une température permissive, permet la correction significative de la croissance et de la ségrégation des cellules topos de type IA. Nous démontrons également que les mutants topB sont hypersensibles à l’inhibition de la gyrase par la novobiocine. La réplication non-régulée en l’absence de topA et de rnhA (RNase HI) augmente la nécessité de l’activité de la topoisomérase III. De plus, en l’absence de topA et de rnhA, la surproduction de la topoisomérase III permet de réduire la dégradation importante d’ADN qui est observée en l’absence de recA (RecA). Nous proposons un rôle pour la topoisomérase III dans la ségrégation des chromosomes lorsque l’activité de la gyrase n’est pas optimale, par la réduction des collisions fourches de réplication s’observant particulièrement en l’absence de la topo I et de la RNase HI.

Étude des mécanismes moléculaires influençant la variation de phase des adhésines P, F1651 et CS31A présentes chez des souches d'Escherichia coli pathogènes.

F1651, les pili Pap et l’antigène CS31A associé aux antigènes de surface K88 sont tout trois des membres de la famille de type P des facteurs d’adhérence jouant un rôle prépondérant lors de l’établissement d’une maladie causée par des souches Escherichia coli pathogènes, en particulier des souches d’E. coli pathogènes extra-intestinales (ExPEC, Extra-intestinal pathogenic E. coli). Leur expression est sous le contrôle d’un mécanisme de régulation transcriptionnel dépendant de l’état de méthylation de l’ADN, résultant dans l’existence de deux populations définies, l’une exprimant l’adhésine (population ON) et l’autre ne l’exprimant pas (population OFF). Malgré de fortes identités de séquences, ces trois systèmes diffèrent l’un de l’autre, principalement par le pourcentage de cellules ON rencontrées. Ainsi, quand CS31A est systématiquement orienté vers un état considéré comme OFF, F1651 présente une phase ON particulièrement élevée et Pap montre deux états OFF et ON bien distincts, selon le phénotype de départ. La protéine régulatrice sensible à la leucine (Lrp, Leucine-responsive regulatory protein) joue un rôle essentiel dans la réversibilité de ce phénomène épigénétique et il est supposé que les différences de séquences au niveau de la région régulatrice modifient la localisation à ces sites de fixation de Lrp; ce qui résulte, en final, aux différences de phase existant entre CS31A, F1651 et Pap.À l’aide de divers techniques parmi lesquelles l’utilisation de gènes rapporteurs, mutagénèses dirigées et d’analyse des interactions ADN-protéines in vitro, nous montrons dans ce présent projet que la phase OFF prédominante chez CS31A est principalement due à une faible interaction de Lrp avec la région distale de l’opéron clp, et que la présence d’un homologue du régulateur local PapI joue un rôle également clef dans la production de CS31A. Dans le cas de F1651, nous montrons dans cette étude que le taux élevé de cellules en phase ON est dû à une altération dans le maintien de Lrp sur les sites répresseurs 1-3. Ceci est dû à la présence de deux nucléotides spécifiques, situé de part et d’autre du site répresseur 1, qui défavorisent la fixation de Lrp sur ce site précis. Tout comme dans le cas de CS31A, la formation d’un complexe, activateur ou répresseur de la phase ON, dépend également de l’action de du régulatuer local FooI, qui favorise alors le déplacement de Lrp des sites répresseurs 1-3 vers les sites activateurs 4-6.

Escherichia coli STb toxin induces apoptosis in intestinal epithelial cell lines

La toxine stable à la chaleur de type b (STb) est une des toxines produites par les souches Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) impliquée dans le développement de la diarrhée. Une étude antérieure par Goncalves et al. (2009) a démontré que les cellules ayant internalisé la toxine STb démontraient une morphologie qui rappelle l’apoptose. Le changement du potentiel membranaire observé par Goncalves et al. (2009) nous a incité à vérifier la capacité de la toxine STb à induire l’apoptose des cellules HRT-18 et IEC-18 par la voie intrinsèque. Les cellules HRT-18 et IEC-18 ont été traitées avec de la toxine purifiée pour une durée de 24 heures puis ells ont été récoltées et examinées pour des caratéristiques de l’apoptose. L’activation des caspases-9 et -3, mais pas de la caspase-8, a été observée dans les deux lignées cellulaires à l’aide des substrats fluorescents spécifiques pour chaque caspase. L’ADN extrait des cellules HRT-18 et IEC-18 a révélé une fragmentation lorsque migré sur gel d’agarose. La condensation et la fragmentation des noyaux ont été observées en microscopie à fluorescence suite à une coloration de l’ADN au Hoechst 33342. Les indices apoptotiques des cellules HRT-18 et IEC-18 traitées avec des quantités croissantes de STb montrent une dose-réponse pour les deux lignées. L’activation de la caspase-9 est une indication que la voie intrinsèque de l’apoptose est activée dans les cellules HRT-18 et IEC-18. L’absence de l’activation de la caspase-8 démontre que la voie extrinsèque n’est pas impliquée dans la mort cellulaire médiée par STb.

Étude de la biogenèse de l'autotransporteur AIDA-I d'Escherichia coli

Les autotransporteurs monomériques, appartenant au système de sécrétion de type V, correspondent à une famille importante de facteurs de virulence bactériens. Plusieurs fonctions, souvent essentielles pour le développement d’une infection ou pour le maintien et la survie des bactéries dans l’organisme hôte, ont été décrites pour cette famille de protéines. Malgré l’importance de ces protéines, notre connaissance de leur biogenèse et de leur mécanisme d’action demeure relativement limitée. L’autotransporteur AIDA-I, retrouvé chez diverses souches d’Escherichia coli, est un autotransporter multifonctionnel typique impliqué dans l’adhésion et l’invasion cellulaire ainsi que dans la formation de biofilm et d’agrégats bactériens. Les domaines extracellulaires d’autotransporteurs monomériques sont responsables de la fonctionnalité et possèdent pratiquement tous une structure caractéristique d’hélice β. Nous avons mené une étude de mutagenèse aléatoire avec AIDA-I afin de comprendre la base de la multifonctionnalité de cette protéine. Par cette approche, nous avons démontré que les domaines passagers de certains autotransporteurs possèdent une organisation modulaire, ce qui signifie qu’ils sont construits sous la forme de modules fonctionnels. Les domaines passagers d’autotransporteurs peuvent être clivés et relâchés dans le milieu extracellulaire. Toutefois, malgré la diversité des mécanismes de clivage existants, plusieurs protéines, telles qu’AIDA-I, sont clivées par un mécanisme qui demeure inconnu. En effectuant une renaturation in vitro d’AIDA-I, couplée avec une approche de mutagenèse dirigée, nous avons démontré que cette protéine se clive par un mécanisme autocatalytique qui implique deux acides aminés possédant un groupement carboxyle. Ces résultats ont permis la description d’un nouveau mécanisme de clivage pour la famille des autotransporteurs monomériques. Une des particularités d’AIDA-I est sa glycosylation par une heptosyltransférase spécifique nommée Aah. La glycosylation est un concept plutôt récent chez les bactéries et pour l’instant, très peu de protéines ont été décrites comme glycosylées chez E. coli. Nous avons démontré que Aah est le prototype pour une nouvelle famille de glycosyltransférases bactériennes retrouvées chez diverses espèces de protéobactéries. La glycosylation d’AIDA-I est une modification cytoplasmique et post-traductionnelle. De plus, Aah ne reconnaît pas une séquence primaire, mais plutôt un motif structural. Ces observations sont uniques chez les bactéries et permettent d’élargir nos connaissances sur la glycosylation chez les procaryotes. La glycosylation par Aah est essentielle pour la conformation d’AIDA-I et par conséquent pour sa capacité de permettre l’adhésion. Puisque plusieurs homologues d’Aah sont retrouvés à proximité d’autotransporteurs monomériques putatifs, cette famille de glycosyltranférases pourrait être importante, sinon essentielle, pour la biogenèse et/ou la fonction de nombreux autotransporteurs. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse apportent de nouvelles informations et permettent une meilleure compréhension de la biogenèse d’une des plus importantes familles de protéines sécrétées chez les bactéries Gram négatif.