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Le Bulletin des BioTechnologies – Mai 2005 – n°228

55. La ségrégation des chromosomesdurant la sporulation de Bacillussubtilis suppose l'ancragede chacune des copies aux deux pôles dela cellule. Cet ancrage fait intervenir la protéine RacA (pour Remodelingand anchoring of the chromosome), quifixe un élément centromere-like auvoisinage de l'origine de réplication, d'une part, et le pôle cellulaire de l'autre. Le groupe de Losick avecS Ben-Yehuda et al.; Molecular Cell 17 (18MAR05) 773-782 montre que RacA se lie préférentiellement à 25 régions sur612 kb à travers l'origine de réplication. Une répétition inversée de 14 pb (ram(pour RacA binding motif)sert de signal de reconnaissance. La protéine force la formation d'un complexeADN-protéines très stable, même dans un ADN non spécifique qui doit intervenirdans la fixation au pôle cellulaire grâce à la protéinede division DivIVA qui est ancrée aupôle.

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55. Le mannitolest la forme réduite du fructose. C'est à la fois un agent d'équilibrationredox et un osmolyte utilisé par plusieurs microorganismes et notamment Lactococcuslactis dont ilaugmenterait la résistance à la dessiccation des starters.  Enfin, il aurait des qualités commeadditif alimentaire (antioxydant, édulcorant, etc…).

Une surproduction de mannitol par Lactococcuslactis à la suite de l'expression d'une mannitol 1-phosphatase (M1Pase) d'Eimeria tenella et de la mannitol 1-phosphate déshydrogénase (gène mtlD) de Lactobacillusplantarum dans une souche nisinedépendante de L. lactis (système NICE). H Wouter et al.; Applied & EnvironmentalMicrobiology 71 (MAR05) 1507-1514.

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56. Le phosphoenolpyruvate (PEP) est un intermédiaire précieux du métabolisme central, car riche en énergie libérable, et précurseur de nombreuses bioconversions.

Chez Escherichia coli la moitié du PEP produit à parti du glucose est consommée par le systèmede pompage du glucose (système PTS)utilisant un complexe carbohydrate phosphotransférase utilisant précisément l'énergie stockée dans cettemolécule.

Des chercheurs mexicains ont supprimé ce système pardélétion de l'opéron ptsHIcrr (PTS-Gl). N Flores et al.; MetabolicEngineering 7 (MAR05) 70-87. Un mutantdérivé de cette souche pousse mieux que la souche parentale car il redirige une partie du PEPvers d'autres voies. C'est le cas pour une synthèse de composés aromatiques à partir de glucose.

Les auteurs ontexaminé plus globalement les modificationsd'expression des gènes dumétabolisme central dans cette souche. Il n'est pas surprenant qu'ils aientdécouverts que d'autres systèmes de transport que le PTS soient alorssurexprimés. Ces gènes sont probablement induits quand la cellule perçoit quele niveau de glucoseintra-cellulaire est bas. Par ailleurs la consommation d'acétate et lesvoies correspondantes sont stimulés et le régulon gal (legalactose n'utilise pas de système PTS mais est importé comme le lactoseconjointement avec des protons du milieu par un symport) l'est également.

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57. Lors de la productionde glutamate par des Corynebacteriumglutamicum l'inhibition de l'activité du complexe de la 2-oxoglutamatedéshydrogénase (ODHC) est importante, carelle bloque le cycle tricarboxylique de Krebs et le dévie vers le glutamate. T Shirai et al.; MetabolicEngineering 7 (MAR05) 59-69 compare quantitativement la redistributiondes flux métaboliques dans des souches de deux Corynebacterium, C.glutamicum et C.efficiens (qui a l'avantage de pousser à plus haute température.

Chez les deuxbactéries, l'activité spécifique de l'isocitratedéshydrogénase (ICDH) et de la glutamate déshydrogénase (GDH)ne sont pas significativement modifiées durant  toute la fermentation. Par contre, la redistribution des flux s'observe après inhibitionde l'activité de la OHDC. La différence dans la production du  glutamate entre C.glutamicumet C.efficiens est proportionnelle à ladiminution de l'activité spécifique de l'OHDC.  La différence de Km entre ICDH, GDH et ODHC explique la  redistribution des flux au niveau du 2-oxoglutarate.Les Km d'ICDH et du ODHC sont beaucoup plus faibles que celui de la GDH dansles deux souches. Une analyse plus précise des flux est nécessaire, car lesmodèles actuels ne permettent pas un calcul précis des flux autour duglucose-6-phosphate, sauf si les réactions énergétiques et redox sontparfaitement équilibrées. Le fonctionnement est régulé de la même façon. Onsait par ailleurs que les modificationsde membrane indispensables à l'excrétiondu glutamate produit, soit par carence en biotine (pas toujoursfacile à réaliser, notamment sur substrat à base de mélasse de canne à sucre),par utilisation de détergents, inactivation de certains gènes de biosynthèsedes lipides ou par affaiblissement de la paroi par de la pénicilline,déclenchent à elles seules l'atténuation de l'activité de l'OHDC.

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58.Les effets de plusieurs inactivationsde gènes sur la production de lactate par Escherichia coli ont été mesurés par deschercheurs japonais. J Zhua et al.; Metabolic Engineering 7 (MAR05)104-115.

Ils ont inactivé les gènes pykF (pyruvate kinase), ppc (phosphoenolpyruvatecarboxylase), pflA (pyruvate-formate lyase), pta (phosphotransacétylase) et adhE (alcool déshydrogénase) et ontanalysé les modifications des flux métaboliques en conditions microaérobies.Dans ces conditions, seule la glycolyse participe à la fourniture d'énergie, larespiration étant bloquée et une E.coli normale produit surtout acétate et formate avec un peu d'éthanol, de lactateet de succinate pour se débarrasser des électrons libérés au cours de laglycolyse. Tous ces produits, sauf le succinate, dérivent du pyruvate.

Les fluxdans les ramifications à partir de la glycolyse dépendent beaucoup d'unéquilibre entre les besoins énergétiques et l'état redox. Le fait, qu'au moins chez Lactococcus lactis, le NADH soit un inhibiteur compétitif de laglycéraldehyde 3-phosphate déshydrogénase (GADH) fait que le ratio NADH/NAD+(partie du statut redox dans la cellule) a également un effet important sur leflux glycolytique.

Chez E.coli, l'expression des gènes des enzymes de la fermentation et de la respirationdépend des systèmes régulateurs de transcription, FNR

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