Une rencontre du métabolisme du soufre et de l'azote : le métabolisme des polyamines chez bacillus subtilis

par Agnieszka Sekowska

Thèse de doctorat en Génétique cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Alain Hénaut.

Soutenue en 1999

à Versailles-St Quentin en Yvelines .

mots clés

• Azote -- Métabolisme
• Polyamines
• Escherichia coli
• Ligases

Résumé

Le texte du génome de bacillus subtilis a révèlé une mine de gènes inconnus. Ce travail décrit le métabolisme des polyamines chez cette bactérie. Il s'ouvre ensuite sur l'exploration d'un métabolisme encore mal connu, le métabolisme du soufre. Chez b. Subtilis tout commence avec l'arginine, décarboxylée par le produit du gène spea (annote auparavant de façon erronée comme le gène cad, codant une lysine décarboxylase). L'agmatine formée est hydrolysée en putrescine par une ureohydrolase, l'agmatinase speb. La spermidine est formée ensuite sous l'action de la spermidine synthase codée par le gène spee. Spee et speb forment un opéron. Nous avons étendu notre étude à l'analyse phylogénétique des ureohydrolases et des spermidine synthases. L'association de l'analyse in silico avec l'analyse in vivo nous a fait découvrir de nombreuses erreurs d'annotation de séquences publiées. Elle nous a surtout montré une forte parente entre les organismes gram+ et les archéobactéries, donnant un éclairage complémentaire à une vive controverse à propos de l'origine des premières cellules. Enfin, la voie qui conduit à la spermidine fait intervenir la s-adenosylmethionine. Nous avons identifié la décarboxylase correspondante (sped, pyruvoyl-enzyme plus apparentée à un orthologue que nous avons identifié chez methanococcus jannaschii qu'a l'enzyme de e. Coli, ce qui relie à nouveau les bactéries gram+ aux archéobactéries), et découvert certains aspects énigmatiques de son expression. Nous avons enfin analysé le devenir du produit accessoire de la réaction catalysée par spee, la methylthioadenosine. Notre étude débouche alors sur l'analyse détaillée du métabolisme de cette molécule, et plus généralement sur l'étude des cycles métaboliques où intervient l'atome de soufre. Une conclusion générale semble se faire jour : nombre des gènes à la fonction inconnue sont sans doute d'ordinaires enzymes.

Titre traduit

A meeting-place for sulfur and nitrogen metabolism : polyamine metabolisme in Bacillus Subtilis

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