Céline Brochier-Armanet, Yohann Couté, Pierre Simon Garcia, Angélique Fraudeau, Jan Felix, Patricia Renesto, Caroline Mas, Jérôme Nigou, Irina Gutsche, Karine Huard, Claire Siebert, Julia Novion Ducassou, Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Translational microbial Evolution and Engineering (TIMC-TrEE), Translational Innovation in Medicine and Complexity / Recherche Translationnelle et Innovation en Médecine et Complexité - UMR 5525 (TIMC ), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Etude de la dynamique des protéomes (EDyP), BioSanté (UMR BioSanté), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The platforms of the Grenoble Instruct center (ISBG, UMS 3518 CNRS-CEA-UJF-EMBL), ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010), ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010), ANR-10-INBS-0008,ProFI,Infrastructure Française de Protéomique(2010), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Brochier-Armanet, Céline, Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée - - FRISBI2010 - ANR-10-INBS-0005 - INBS - VALID, Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology - - GRAL2010 - ANR-10-LABX-0049 - LABX - VALID, Infrastructure Française de Protéomique - - ProFI2010 - ANR-10-INBS-0008 - INBS - VALID, and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Francisella tularensis is one of the most virulent pathogenic bacteria causing the acute human respiratory disease tularemia. While the mechanisms underlying F. tularensis pathogenesis are largely unknown, previous studies have shown that a F. novicida transposon mutant with insertions in a gene coding for a putative lysine decarboxylase was attenuated in mouse spleen, suggesting a possible role of its protein product as a virulence factor. Therefore, we set out to structurally and functionally characterize the F. novicida lysine decarboxylase, which we termed LdcF. Here, we investigate the genetic environment of ldcF as well as its evolutionary relationships with other basic AAT-fold amino acid decarboxylase superfamily members, known as key actors in bacterial adaptative stress response and polyamine biosynthesis. We determine the crystal structure of LdcF and compare it with the most thoroughly studied lysine decarboxylase, E. coli LdcI. We analyze the influence of ldcF deletion on bacterial growth under different stress conditions in dedicated growth media, as well as in infected macrophages, and demonstrate its involvement in oxidative stress resistance. Finally, our mass spectrometry-based quantitative proteomic analysis enables identification of 80 proteins with expression levels significantly affected by ldcF deletion, including several DNA repair proteins potentially involved in the diminished capacity of the F. novicida mutant to deal with oxidative stress. Taken together, we uncover an important role of LdcF in F. novicida survival in host cells through participation in oxidative stress response, thereby singling out this previously uncharacterized protein as a potential drug target.