Levures SNF : du phénotype au génotype
Les levures de boulanger, Saccharomyces cerevisiae, sont capables d’utiliser une grande variété de sucres (glucides) comme source de carbone et d’énergie. Les levures préfèrent utiliser des sucres simples (hexoses comme le glucose et le fructose) qui entrent directement dans la glycolyse. En présence de glucose, les levures ne métabolisent pas les sucres plus complexes : le glucose exerce une répression sur les gènes impliqués dans l’utilisation des sucres plus complexes.
Il existe des mutants qui ne peuvent pas survivre si on les place uniquement en présence de saccharose (= sucrose en anglais). Ces mutants incapables de fermenter le saccharose ont été appelés SNF, pour Sucrose Non Fermenting (on les appelle aussi parfois sac-). Ils ont permis d’identifier plusieurs gènes intervenant dans l’utilisation du saccharose, l’un d’eux appelé SUC2 codant pour une saccharase (invertase).
La transcription du gène SUC2 donne 2 ARN messagers de longueurs différentes : le plus petit (1,8 kbases) est constitutivement produit en faible quantité, alors que le plus grand (1,9 kbases) n’est produit qu’en absence de glucose dans le milieu. La différence entre ces 2 ARNm se situe en amont, du côté 5’. Le plus grand permet la traduction d’une séquence supplémentaire de 19 acides aminés hydrophobes, placés en extrémité N-terminale de la protéine. Ces acides aminés constituent un peptide signal qui permet l’adressage de la protéine vers le réticulum endoplasmique, et donc vers la sécrétion dans le milieu extracellulaire après glycosylation (13 sites de glycosylation identifiés sur la protéine). La saccharase forme un homodimère qui hydrolyse le saccharose en glucose et fructose. Seuls ces monomères sont transportés dans la cellule.
Liens vers la structure 3D et la description de la protéine :
Struture 3D dans la Protein Data Bank
Saccharase-SUC2.pdb
Fichier de séquences à télécharger
Le fichier
Invertase_SUC2.edi (Clic droit, Enregistrer la cible du lien sous...) contient 3 séquences :
la séquence de l’ARNm régulé (SUC2-1,9kb)
la séquence de l’ARNm constitutif (SUC2-1,8kb)
la séquence de l’ARNm régulé pour la souche mutante suc2-215, qui est incapable d’utiliser le saccharose. Elle est caractérisée par la présence d’un codon stop qui interrompt la traduction au début de la chaine protéique.
Lien direct pour analyse dans
Geniegen2 : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/?load=EXT-SNF-SUC2
Quelques analyses possibles avec ces séquences
Comparaison des ARNm constitutif et régulé :
Comparaison des produits protéiques des 2 ARNm (Traduire depuis le premier codon ATG ou Traduire les séquences sélectionnées à partir du premier codon d’initiation).
L’alignement permet de mettre en évidence le peptide signal, présent uniquement dans la forme régulée de la saccharase. Une étude des propriétés chimiques des acides aminés de ce peptide signal montrera qu’ils sont hydrophobes. A noter que la traduction de l’ARN 1,9 kb fait apparaître 2 méthionines en N-terminal. En pratique la traduction s’initie sur la deuxième méthionine, ce qui fait que le peptide signal comporte 20 acides aminés, dont 19 hydrophobes. Le clivage du peptide signal se fait entre la sérine et la méthionine (situées en positions 21 et 22 ici).
Comparaison de la souche sauvage et du mutant.
L’alignement fait apparaître la mutation ponctuelle G->A en position 180, ce qui génère un codon STOP (TAG) à la place du codon TGG (Tryptophane).
Références
Taussig R, Carlson M. Nucleotide sequence of the yeast SUC2 gene for invertase. Nucleic Acids Research. 1983 ;11(6):1943-1954
Carlson M, Taussig R, Kustu S, Botstein D. The secreted form of invertase in Saccharomyces cerevisiae is synthesized from mRNA encoding a signal sequence. Molecular and Cellular Biology. 1983 ;3(3):439-447
Saccharomyces Genome Database
