Structural and Functional Characterization of PGRP-LB : Modulation of the IMD Immune Pathway in Pathogenic and Mutualistic Bacterial Interactions | Caractérisation structurale et fonctionnelle de PGRP-LB : Modulation de la voie immunitaire IMD dans les interactions avec les bactéries pathogéniques et mutualistiques.

English. Peptidoglycan recognition proteins (PGRPs) are ubiquitous among animals and play a pivotal role in innate immunity. These proteins have been characterized at various levels of the immune process as receptors, modulators, and effectors. Because of this substantial functional and taxonomic diversity, PGRP classification and immune role identification can be challenging. To address this question, in the first chapter, I used a sequence similarity network method to provide a new approach in the analysis of PGRPs. This study allowed the identification of key residues and the protein features involved in the PGRPs diversification. However, this analysis pointed to the low characterization of the PGRP modulators of the immunity compared to the PGRP receptors. To extend the knowledge on the PGRPs, I focused on the immunomodulator PGRP-LB, which is able to cleave peptidoglycan (PGN) into non-immunogenic compounds. In the second chapter, I deciphered the reaction mechanism of amidase PGRPs, using enzymatic assays and X-ray crystallography on the Drosophila PGRP-LB. Finally, in the third chapter, I analyzed how the pgrp-lb gene expression and activity have evolved under endosymbiotic constraints in the association between the weevil Sitophilus spp. and the intracellular bacterium Sodalis pierantonius. I showed that the specific N-terminal sequence of Sitophilus spp. PGRP-LBi is involved in the degradation of the PGN synthesized by the endosymbiont. During this PhD, I highlighted the large diversification of the PGRPs in the adaptation of the innate immunity.

French. Au sein des animaux, les protéines de reconnaissance du peptidoglycane (PGRPs) sont ubiquitaires et jouent un rôle majeur dans l’immunité innée. Ces protéines ont été caractérisées à différents niveaux du processus immunitaire comme récepteurs, modulateurs et effecteurs. Leur considérable diversité taxonomique et fonctionnelle rend difficile leur classification et l’identification de leur rôle immunitaire. Le premier chapitre de ma thèse répond à cette question. Ainsi, j’ai utilisé la méthode basée sur les réseaux de similarité de séquences pour proposer une nouvelle approche dans l’analyse des PGRPs. Cette étude a permis l’identification de résidus clés et des propriétés structurales impliqués dans la diversification des PGRPs. Cette analyse a aussi montré la faible caractérisation des PGRPs modulatrices comparées aux PGRPs réceptrices. Afin de compléter la connaissance sur les PGRPs, je me suis concentré sur la protéine immunomodulatrice PGRP-LB, capable de cliver le peptidoglycane (PGN) en composés non-immunogéniques. Dans le second chapitre, j’ai étudié le mécanisme réactionnel des PGRPs amidasiques grâce à des analyses enzymatiques et de la cristallographie aux rayons X sur la PGRP-LB de drosophile. Enfin, dans le troisième chapitre, j’ai cherché à comprendre comment l’expression du gène pgrp-lb et son activité ont pu évoluer sous les contraintes endosymbiotiques au sein de l’association entre le charançon des céréales Sitophilus et la bactérie intracellulaire Sodalis pierantonius. J’ai montré que la séquence N-terminale propre à la PGRP-LBi de Sitophilus est impliquée dans la dégradation du PGN synthétisé par l’endosymbiote. Durant cette thèse, j'ai mis en évidence la diversification des PGRPs dans l'adaptation de l'immunité innée.