Différence de Différence de métabolisme entre les métabolisme entre les bactéries internalisées bactéries internalisées

et les bactéries en et les bactéries en cultureculture

Le Bihan GuillaumeHalouze Charles

M2 MFA

Catabolisme des sucresCatabolisme des sucres3 voies de dégradations du glucose en pyruvate:3 voies de dégradations du glucose en pyruvate:

- GlycolyseGlycolyse

- Voie des pentoses phosphatesVoie des pentoses phosphates

- Voie Entner DoudoroffVoie Entner Doudoroff

Catabolisme des sucres

Catabolisme des acides grasCatabolisme des acides gras►La bêta-oxydation est la voie dominante La bêta-oxydation est la voie dominante

pour la dégradation des acides graspour la dégradation des acides gras

►Production d’acetyl-CoA à chaque cycle de Production d’acetyl-CoA à chaque cycle de bêta-oxydationbêta-oxydation

►Le dernier cycle de bêta-oxydation produit Le dernier cycle de bêta-oxydation produit de l’acetyl-coA et du propionyl-coAde l’acetyl-coA et du propionyl-coA

Catabolisme des acides gras

Cycle de krebsCycle de krebs►Le point final du catabolisme des Le point final du catabolisme des

glucides et des lipidesglucides et des lipides

►Production d’ATP, de GTP, FADHProduction d’ATP, de GTP, FADH22 et de et de NADHNADH

Cycle de KrebsCycle de Krebs

NéoglucogénèseNéoglucogénèse►En absence de sources exogènes de En absence de sources exogènes de

sucressucres

►Synthèse de glucose à partir de Synthèse de glucose à partir de substrats tels que les acides gras ou substrats tels que les acides gras ou les acides dicarboxyliquesles acides dicarboxyliques

NéoglucogénèseNéoglucogénèse

néoglucogénèse

Escherichia coliEscherichia coliIn vitro : pour le catabolisme du glucoseIn vitro : pour le catabolisme du glucose- 2/3 par la glycolyse2/3 par la glycolyse- 1/3 par la voie des pentoses phosphates1/3 par la voie des pentoses phosphates- Voie d’Entner Doudoroff pas utiliséeVoie d’Entner Doudoroff pas utilisée

Colonisation des intestins : Colonisation des intestins : E.coliE.coli active les gènes de la active les gènes de la voie d’Entner Doudoroffvoie d’Entner Doudoroff

Le catabolisme des acides gras est un élément essentiel Le catabolisme des acides gras est un élément essentiel qui permet la persistance d’qui permet la persistance d’E.coliE.coli au sein de l’intestin au sein de l’intestin

Exemple de l’acétateExemple de l’acétate

SalmonellaeSalmonellae►Prédominance de la voie d’Entner-Prédominance de la voie d’Entner-

Doudoroff pour le métabolisme du sucreDoudoroff pour le métabolisme du sucre►La voie des pentoses phosphates La voie des pentoses phosphates

utilisée pour générer du NADPH et des utilisée pour générer du NADPH et des précurseurs biosynthétiquesprécurseurs biosynthétiques

►Catabolisme des acides gras joue un Catabolisme des acides gras joue un rôle dans le métabolisme de rôle dans le métabolisme de Salmonella Salmonella

Listeria monocytogenesListeria monocytogenes► Bactérie opportuniste, intracellulaire facultativeBactérie opportuniste, intracellulaire facultative► Réplication dans le cytosol de l’hôte, cela nécessite Réplication dans le cytosol de l’hôte, cela nécessite

des adaptations métaboliquesdes adaptations métaboliques► Intervention de PrfA, active la capture et le Intervention de PrfA, active la capture et le

métabolisme du Glucose-1-P, provenant de métabolisme du Glucose-1-P, provenant de l’hydrolyse du glycogène de l’hôtel’hydrolyse du glycogène de l’hôte

► Capture du G-1-P dans le cytosol, source de carbone Capture du G-1-P dans le cytosol, source de carbone et d’énergie pour et d’énergie pour L.monocytogenesL.monocytogenes

Voie d’Entner-Doudoroff absente (analyse génomique)Voie d’Entner-Doudoroff absente (analyse génomique)Absence d’Absence d’αα-cétoglutarate déhydrogénase (cycle de -cétoglutarate déhydrogénase (cycle de

Krebs)Krebs)

Mycobacterium tuberculosisMycobacterium tuberculosis►Capable de métaboliser diverses Capable de métaboliser diverses

sources de carbone (sucre, acide sources de carbone (sucre, acide tricarboxylique, acides gras)tricarboxylique, acides gras)

►La voie Entner-Doudoroff absenteLa voie Entner-Doudoroff absente►Cycle de Krebs différentCycle de Krebs différent►Les acides gras sont la principale Les acides gras sont la principale

source de carbone durant l’infectionsource de carbone durant l’infection►M.tuberculosisM.tuberculosis peut hydrolyser les peut hydrolyser les

lipides de la membrane du phagosomelipides de la membrane du phagosome

SymbioseSymbiose► Exemple de 3 bactéries symbiotiques chez Exemple de 3 bactéries symbiotiques chez

des insectes : des insectes : - - Buchnera Buchnera - Wigglesworthia- Wigglesworthia glossinidiaglossinidia- Candidatus Blochmania - Candidatus Blochmania

Réduction de la taille du génomeRéduction de la taille du génomeRéduction du potentiel métaboliqueRéduction du potentiel métabolique

SymbioseSymbiose►Modifications au niveau : Modifications au niveau :

De la glycolyse et cycle de KrebsDe la glycolyse et cycle de Krebs De la chaîne respiratoireDe la chaîne respiratoire De la voie des pentoses phosphateDe la voie des pentoses phosphate De la glucogénèse et de la biosynthèse des De la glucogénèse et de la biosynthèse des

LPSLPS Du métabolisme des acides grasDu métabolisme des acides gras De la biosynthèse des phospholipidesDe la biosynthèse des phospholipides Du métabolisme des acides nucléiquesDu métabolisme des acides nucléiques

SymbioseSymbiose►Elimination sélective des voies de Elimination sélective des voies de

biosynthèse qui sont redondantesbiosynthèse qui sont redondantes►Les voies métaboliques retenues sont Les voies métaboliques retenues sont

celles qui permettent la production de celles qui permettent la production de composés que l’hôte ne peut produire composés que l’hôte ne peut produire mais dont il a besoin (aa, vitamines, mais dont il a besoin (aa, vitamines, cofacteurs)cofacteurs)

►Les voies métaboliques essentielles pour Les voies métaboliques essentielles pour ces bactéries sont réduites au minimumces bactéries sont réduites au minimum

SymbioseSymbioseLa symbiose est une association à La symbiose est une association à

bénéfice mutuelbénéfice mutuelL’hôte fournit : L’hôte fournit : - les éléments que la bactérie ne peut les éléments que la bactérie ne peut

plus produireplus produire- Des précurseurs Des précurseurs