Mecanisme et energetique du transport du citrate chez leuconostoc mesenteroides sous-espece mesenteroides

par CLAIRE MARTY-TEYSSET

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de C. DIVIES.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Les caracteristiques cinetiques et le mecanisme de la citrate permease (citp) de leuconostoc mesenteroides sous-espece mesenteroides ont ete etudies a l'aide de vesicules membranaires. Cette etude in vitro a montre que: (i) citp est induit en presence de citrate dans le milieu et transporte le citrate mais aussi le malate, (ii) citp catalyse l'echange du citrate avec le d-lactate, un produit du cometabolisme citrate/sucre, (iii) le transport du citrate est independant du sodium et du magnesium, (iv) citp catalyse le symport de la forme dianionique du citrate avec un proton hcit#2/h#+ et egalement un symport malate#2#-/h#+. La translocation d'une charge nette negative a l'interieur de la cellule implique que le transport du citrate genere in vivo un potentiel de membrane et que le potentiel de membrane physiologique s'oppose a ce transport. Dans les conditions physiologiques, le gradient de concentration du citrate maintenu par un metabolisme efficace, constitue une force motrice pour le transport du citrate. Les consequences energetiques du transport et du metabolisme du citrate ont ete analysees in vivo dans des cellules non proliferantes de leuconostoc mesenteroides. Cette etude a montre que: (i) le metabolisme du citrate genere une force protomotrice (fpm) composee d'un potentiel de membrane et d'un gradient de ph, qui n'est pas due a l'hydrolyse de l'atp mais resulte du transport et du metabolisme du citrate, (ii) cette fpm est largement dependante du cometabolisme avec le glucose, (iii) le metabolisme du glucose accelere le metabolisme du citrate (augmentation du taux d'utilisation du citrate, de la production du pyruvate et du lactate). L'etude in vivo a revele que le changement de mode de transport du citrate d'un symport citrate/proton a un echange citrate/d-lactate electrogenique (cith#2#-/lac#-) est responsable de l'acceleration de l'entree du citrate. En presence de d-lactate, le metabolisme du citrate genere in vivo de l'energie metabolique sous la forme d'un gradient de proton electrochimique a travers la membrane. Les etudes in vivo et in vitro permettent d'expliquer la generation d'energie metabolique observee lors du cometabolisme citrate/glucose: le potentiel de membrane est genere par l'entree electrogenique du citrate en echange avec le d-lactate dont le gradient de concentration est maintenu par le cometabolisme citrate/glucose (fermentation citrolactique), et le gradient de ph est genere par la consommation de protons lors de la degradation du citrate dans le cytoplasme. Cette energie metabolique peut etre utilisee par d'autres processus endergoniques et pourrait significativement contribuer a la stimulation de croissance de la bacterie observee lors du cometabolisme citrate/glucose. Le metabolisme du citrate chez leuconostoc mesenteroides et leuconostoc oenos represente le premier exemple montrant que les voies metaboliques generant une energie metabolique secondaire ne sont pas seulement des voies de decarboxylation simple impliquant un transporteur electrogenique et une decarboxylase cytoplasmique mais un systeme plus complexe impliquant plusieurs etapes metaboliques entre le substrat et le produit echange. Apres avoir ete transporte, le citrate est rapidement converti en pyruvate par l'action successive de la citrate lyase et de l'oxaloacetate decarboxylase. L'etude du metabolisme du citrate par des cellules non proliferantes de leuconostoc mesenteroides cultivees en absence et en presence de citrate a revele l'importance de la presence du citrate dans le milieu pour l'activite de la citrate permease et de l'oxaloacetate decarboxylase. Cette etude a revele l'existence d'une voie de degradation du citrate qui ne conduit pas a la formation du pyruvate mais a l'accumulation d'aspartate forme a partir de l'oxaloacetate par l'action de transaminase mettant ainsi en evidence une relation etroite entre le metabolisme du citrate et la biosynthese des acides amines. Les resultats indiquent que les acides cetoniques, pyruvate, oxaloacetate, -cetoglutarate et acide -cetoisocaproique sont des substrats pour les reactions de transamination et la formation des acides amines aspartate, glutamate et leucine a ete demontree. L'etude montre aussi que chez leuconostoc mesenteroides, l'-cetoglutarate est transporte par un transporteur secondaire qui serait un transporteur general pour les acides cetoniques


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  • Détails : 233 P.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012859
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