The biogenesis of all the bacterial cell-envelope polysaccharides requires the translocation, across the plasma membrane, of sugar sub-units that are produced inside the cytoplasm. To this end, the hydrophilic sugars must be anchored to a lipid phosphate carrier (undecaprenyl phosphate (C55-P)), yielding membrane intermediates, which are translocated to the outer face of the membrane. Finally, the glycan moiety is transferred to a nascent acceptor polymer, releasing the carrier in the “inactive” undecaprenyl diphosphate (C55-PP) form. Thus, C55-P is synthesized through the dephosphorylation of C55-PP, itself arising from either de novo synthesis or recycling. Two types of integral membrane C55-PP phosphatases were described: BacA enzymes, which constitute a family of uncharacterized phosphatases, and a sub-group of PAP2 enzymes (type 2 phosphatidic acid phosphatases). The human pathogen Helicobacter pylori, does not contain BacA but has four membrane PAP2 proteins: HP0021, HP0350, HP1580 and HP0851. Further studies have revealed remarkable features of PAP2 enzymes such as dual functions and phosphotransfer side-activities. HP0021 and HP1580 from H. pylori modify lipid A via dephosphorylation reactions, yielding a dephosphorylated form of lipid A that is required for H. pylori to survive in the gastric mucosa, by conferring CAMPS resistance and escape to the host immune system. These enzymes are essential for the synthesis of various cell wall polymers by the (re)generation of C55-P, but they also participate in other lipids biosynthesis and to different networks of cell envelope modifications that can deeply modulate cell physiology. The project aims at deciphering the physiological role of these 4 phosphatases via multiple and complementary approaches ranging from a detailed biochemical and structural characterization to the assessment of their impact on cell envelope metabolism, bacterial fitness and microbe-host interactions.

La biosynthèse des polysaccahrides de l’enveloppe bactĂ©rienne nĂ©cessite la translocation, au travers de la membrane cytoplasmique, de sous unitĂ©s de sucre qui sont produits dans le cytoplasme. A la fin de ces Ă©tapes, les sucres doivent se lier Ă  un transporteur lipidique (l’undĂ©caprĂ©nyl phosphate, C55-P) fixant ces intermĂ©diaires Ă  la membrane, qui sont ensuite transloquĂ© Ă  la face externe de la membrane interne. Finalement, les fragments de glycane sont transfĂ©rĂ©s Ă  un polymère accepteur naissant. Cette Ă©tape libère le transporteur dans une forme inactive, l’undĂ©caprĂ©nyl-pyrophosphate (C55-PP). Le C55-P est synthĂ©tisĂ© par la dĂ©phosphorylation du C55-PP, lui mĂŞme provenant d’une synthèse de novo, ou du recyclage du transporteur. Deux types de phosphatases dĂ©pendantes du C55-PP ont Ă©tĂ© dĂ©crit : l’enzyme BacA, qui constitue une famille de phosphatases mal caractĂ©risĂ©es et la superfamille des enzymes PAP-2 (phosphatases phosphatidique acides de type 2). Le pathogène humain Helicobacter pylori, ne possède pas d’enzyme appartenant Ă  la famille BacA mais 4 protĂ©ines appartenant Ă  la famille des PAP-2: HP0021, HP0350, HP1580 et HP0851. Plusieurs Ă©tudes ont montrĂ© des caractĂ©ristiques Ă©tonnantes provenant des enzyme PAP-2 comme une double fonction et des activitĂ©s secondaires de phosphotransfĂ©rases. HP0021 et HP1580 de H. pylori modifient le lipide A via des rĂ©actions de dĂ©phosphorylation, conduisant Ă  une forme dĂ©phosphorylĂ©e du lipide A qui est nĂ©cessaire pour H. pylori afin de survivre dans la muqueuse gastrique, en confĂ©rant une rĂ©sistance aux CAMPS et un Ă©chappement au système immunitaire de l’hĂ´te. Ces enzymes sont essentielles pour la synthèse de plusieurs polymères de la paroi bactĂ©rienne par la (re)gĂ©nĂ©ration du C55-P, mais participe aussi Ă  la biosynthèse d’autres lipides et Ă  diffĂ©rents rĂ©seau de modification de l’enveloppe qui peuvent de façon très important modifier la physiologie cellulaire. Le but de ce projet est de mieux comprendre le rĂ´le physiologique de ces 4 phosphatases via des approches multiples et complĂ©mentaires telles que des analyses permettant une caractĂ©risation biochimique et structurale ainsi que leurs impacts dans le mĂ©tabolisme de l’enveloppe bactĂ©rienne, et enfin leurs rĂ´le dans l’interaction hĂ´te-pathogène.