Étude et comparaison de l'utilisation des sucres aminés chez E.coli et chez B.subtilis - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2012

Étude et comparaison de l'utilisation des sucres aminés chez E.coli et chez B.subtilis

Résumé

Amino sugars are essential in all organisms and they are part of many subcellular structures in eukaryotes and bacteria. Metabolic pathways involving amino sugars have not been studied in detail in other organisms besides E.coli. Analysis of the genomic sequence of B.subtilis has identified genes presumed to be involved in the use of N-acetylglucosamine (GlcNAc) and glucosamine (GlcN), namely two PTS (phosphotransferase system) transporters homologous to NagE of E.coli (GamP and NagP), two copies of NagB encoding the enzyme GlcN-6-phosphate (GlcN6P) deaminase (NagB and GamA) and a gene for GlcNAc6P deacetylase (NagA). These genes are located in two operons (hprK nagAB yvoA and ybgA-gamAP) and a isolated gene for nagP. Our ANR funded project "Study and comparison of the use of amino sugars in E coli and in B.subtilis" aims to produce a detailed description of the use of amino sugars in the two diverged bacterial species. In B.subtilis, unlike E. coli, growth on GlcN is faster than on GlcNAc. To study the functions of the nag and gam genes, we developed a system to make gene deletions using an exisable antibiotique resistance cassette which allows the accumulation of mutations in multiple loci. Our study showed that GamA is essential for the use of GlcN and NagA essential for the use of GlcNAc. GamP and NagP are required for the transport of GlcNAc but GamP or PtsG (PTS transporter for glucose) is sufficient for transport of GlcN. NagB seems to have little effect. These results were confirmed by the study of expression of nag and gam genes by primer extension, Northerns blots, fusions with β-galactosidase and Westerns blots. This study also showed that the transcriptional regulators of the GntR family, YbgA and YvoA, are transcriptional repressors of their respective operons and their binding sites were identified by DNaseI footprinting. The binding of YbgA seems sensitive to GlcN6P but the regulation by YvoA seems more complex. The gamAP operon, which exists only in B.subtilis, is now the best expressed of the nag related genes and GamA is responsible not only for growth on GlcN but also for most of the growth on GlcNAc
Les sucres aminés sont essentiels chez tous les organismes car ils font partie de nombreuses structures sous-cellulaires des eucaryotes et des bactéries. Les voies du métabolisme des sucres aminés n’ont pas été étudiées en détail dans d’autres organismes qu’E.coli. Mais l’analyse de la séquence génomique chez B.subtilis a identifié des gènes pouvant être impliqués dans l’utilisation de N-acétylglucosamine (GlcNAc) ou glucosamine (GlcN) dont deux transporteurs PTS (système Phospho-Transférase) homologues à nagE d’E.coli (GamP et NagP), deux copies de nagB codant l'enzyme GlcN-6-Phosphate (GlcN6P) désaminase (NagB et GamA) et un gène pour la GlcNAc6P désacétylase (NagA). Ces gènes se trouvent dans deux opérons (hprK-nagAByvoA et ybgA-gamAP) et un gène isolé pour nagP. Une ANR a financé notre projet intitulé "Étude et comparaison de l'utilisation des sucres aminés chez E.coli et chez B.subtilis" afin de produire une description détaillée de l’affectation des sucres aminés dans les deux espèces bactériennes divergées. Chez B.subtilis, à la différence d’E.coli, la croissance sur GlcN est plus rapide que sur GlcNAc. Pour étudier les fonctions des gènes nag et gam, nous avons développé un système d’interruption des gènes par une cassette de résistance excisable afin d'accumuler les mutations dans plusieurs loci. Notre étude a montré que GamA est essentielle pour l’utilisation du GlcN et NagA est essentielle pour l’utilisation du GlcNAc. GamP et NagP sont nécessaires pour le transport du GlcNAc mais GamP ou PtsG (transporteur PTS pour le glucose) est suffisant pour le transport du GlcN. NagB semble avoir peu d’effet. Ces résultats étaient confirmés lors de l’étude de l'expression des gènes nag et gam par extension d'amorce, Northern blots, les fusions avec la β-galactosidase et les Western blots. Cette étude a aussi montré que les régulateurs transcriptionnels de la famille GntR, YbgA et YvoA, sont les répresseurs transcriptionnels de leurs opérons respectifs et leurs sites de fixation sont identifiés par l’empreinte à la DNaseI. La fixation d’YbgA semble sensible au GlcN6P mais la régulation par YvoA semble plus complexe. L'opéron gamAP existant que chez B. subtilis est maintenant le mieux exprimé des gènes liés à nag et gamA est responsable de la croissance sur GlcN et en grande partie sur GlcNAc.
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  • HAL Id : dumas-01076672 , version 1

Citer

Isabelle Gaugué. Étude et comparaison de l'utilisation des sucres aminés chez E.coli et chez B.subtilis. Alimentation et Nutrition. 2012. ⟨dumas-01076672⟩
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