Une version plus complète de ce bulletin est accessible sur le site de l'

CtmPrP est une version transmembranaire de la protéine du prion contrairement à la forme SecPrP, celle ancrée à la surface par un glycolipide, sans domaine transmembranaire. On l'accuse d'être un intermédiaire dans la formation du prion dans la pathogenèse. RS Stewart et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (22APR05) 15855-15864.

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68. PrP^C, la forme naturelle non infectieuse du prion protège Saccharomyces cerevisiae contre l'action de la protéine pro-apoptotique, Bax, des mammifères. On l'avait déjà montré chez des cultures de neurones. Les auteurs avaient construit une forme de la protéine qui la dirige vers la voie sécrétoire de la levure. La forme cytosolique de la protéine n'a pas d'effet. C'est une technique qui devrait permettre d'améliorer notre connaissance de la pathogénicité du prion. A Li et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 17430-17434.

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69. De nouvelles souches de grippe aviaire H5N1 commencent à apparaître chez les patients humains récemment analysés au Nord Vietnam. Les données sont quand même encore très limitées, mais c'est quand même une alerte à la pandémie. Lors du meeting de Manille des 6 et 7 Mai, les experts ont émis l'idée que les cas de transmission humaine sont beaucoup plus fréquents que ce que l'on veut bien dire. D Normile; Science 308 (27MAY05) 1234-1235. Il faut cependant être prudent car beaucoup des données sont d'un premier jet, et ont besoin d'être confirmées, ce qui n'est pas garanti.

Des épidémiologistes ayant fait le tour du Vietnam soulignent que les foyers de cas humains y sont à la fois plus nombreux et plus larges que ce que l'on observait jusqu'à présent. La pathogénicité pour l'homme a, cependant, tendance à diminuer avec le temps (cela est fréquent dans une épidémie) et elle est tombée de 70% à 20% depuis Janvier. D Normile; Science 308 (22APR05) 474.

Cette augmentation de la fréquence de petits épisodes locaux humains pourrait aussi être dû à une plus grande persistance du virus (issus de volailles) dans l'environnement, ou bien certains poulets pourraient, comme les canards, disséminer le virus sans symptômes notoires.

Des généticiens de l'U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) d'Atlanta et du National Institute of Infectious Diseases japonais ont séquencé partiellement des isolats viraux et ont constaté une évolution du virus au Nord Vietnam, notamment dans l'hémaglutinine H5 au voisinage du site reconnaissant le récepteur animal du virus et d'autres au voisinage d'un site liée à la pathogénicité. Mais la corrélation fonctionnelle est difficile à obtenir car certaines de ces souches de virus poussent mal en culture.

Plus inquiétant est le fait que l'une des souches isolées est résistante à l'oseltamivir, qui est une molécule de Roche efficace contre la grippe et pouvant servir de rempart initial lors d'une pandémie, le temps de constituer des stocks de vaccins. Le prion HET-s de Podospora anserina est un modèle intéressant des prions animaux, car on peut engendrer une infectivité in vitro à partir d'une protéine. Des chercheurs bordelais s'en sont fait une spécialité. Ils avaient caractérisé le domaine de la protéine responsable de la formation de l'amyloïde et de la propagation du prion. Ils viennent de préciser que la partie C-terminale (acides aminés 218–289) est infectieuse à elle seule. Les fibrilles s'organisent grâce à une succession de feuillets  reliés par des petites boucles. A Nazabal et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (08APR05) 13220-13228. Voir également le § sur les problèmes politiques et industriels de la production des vaccins.

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70. ### Le génome du virus à ARN de la fièvre aphteuse est, comme chez tous les autres picornavirus (poliovirus par exemple), traduit en une seule protéine qui est ensuite clivée en ses peptides fonctionnels. Dix des treize clivages qui ont lieu lors d'une infection dépendent de la protéase 3C (3Cpro), ce qui en fait une cible intéressante pour des inhibiteurs chimiques de l'infection. La spécificité relativement lâche du clivage a été étudiée par JR Birtley et al.; Journal of Biological Chemistry 280 (25MAR05) 11520-11527.

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71. ### Le virus de la fièvre aphteuse cible les cellules épidermiques ou mucosales exprimant ses récepteurs qui sont, tous, constitués d'intégrines dont la principale est la __ avec la boucle comportant le tripeptide Arg-Gly-Asp. Il se dissémine ensuite par le sang et le pic de virémie prend place deux à trois jours après l'infection, accompagné par l'apparition des anticorps neutralisants. Le rôle de l'immunité innée est beaucoup plus vague. L'IFN- pourrait bien avoir un rôle. Ces interférons initient les réponses immunes à ce virus, mais on ne sait pas trop comment. Des cellules normalement permissives pour le virus deviennent résistantes à une réplication du virus quand on les traite par ces interférons. L'-interféron est, en fait, exprimé en permanence par les cellules dendritiques (DCs) cutanées. Ceci, joint à l'induction de la production de l'IFN-confère une résistance des DCs au virus de la fièvre aphteuse. EM Bautista et al.; Journal of Virology 79,n°8 (APR05) 4838-4847.

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72. ### Les oxydes d'azote peuvent être utilisés comme accepteurs d'électrons alternatifs (à l'oxygène) par de nombreuses bactéries. C'est le processus majeur de recyclage de l'azote dans l'atmosphère (avec d'ailleurs la production de produits intermédiaires qui sont de magnifiques gaz à effet de serre.

Les Brucella, et particulièrement de Brucella neotomoae (SH Baek et al.; Journal of Bacteriology 186,n°18 (SEP04) 6025–6031), ont cette capacité qui joue un rôle dans les interactions avec ses hôtes. L Philippot (de Dijon); Trends in Microbiology 13 (MAY05) 191-192 discute cet article.

Les NO réductases protègent les bactéries contre l'effet du NO (un radical libre émis par les macrophages). NO est une molécule qui diffuse facilement et exerce des effets cytotoxiques et génotoxiques en endommageant l'ADN et les centres Fe-S d'enzymes essentielles.

Brucella neotomae est seulement capable de réaliser la première étape de la dénitrification avec la seule réduction des nitrates en nitrite, alors que Brucella suis et Brucella melitensis, possèdent la totalité des réductases assurant la totalité de la cascade. L'analyse comparative des génomes de ces bactéries a révélé des délétions, chez B.neotomae, totale de nirV et partielle de nirK et nnrA.

Le caractère fonctionnel de cet appareil dans des tissus en anoxie partielle est une adaptation de pathogènes, comme cela a été montré pour Neisseria gonorrhoeae et Mycobacterium bovis.

La nitrate réductase membranaire est impliquée dans la prolifération de Brucella suis dans les macrophages. Mais c'est également une protection contre NO, même contre un NO exogène appliqué.

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73. L'European Food Safety Authority a recommandé des recherches sur la présence du prion de la scrapie dans la langue des ruminants, du fait de sa présence probable dans les amygdales. C Casalone et al.; Journal of Virology 79,n°9 (MAY05) 5847-5849 montrent qu'on peut effectivement détecter les prions infectieux dans la langue de moutons présentant des signes pathologiques.

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Les Productions Microbiennes

74. ### Des chercheurs finlandais ont constitué une bibliothèque de mutants d'insertions, par un transposon synthétique dérivé du transposon Mu, chez des bactéries Gram⁺. Cette technique permet d'introduire sélectivement une copie unique et des marqueurs sélectionnables. Ils les ont utilisés dans Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes et Streptococcus suis, mais il n'y a aucune raison pour que cela ne soit pas possible chez d'autres bactéries Gram⁺. Le taux d'insertion est compris entre 1x10¹ et 2x10⁴ colonies par g d'ADN du transposon. MI Pajunen et al.; Microbiology 151 (APR05) 1209-1218.

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La reproduction sexuée accroît l'efficacité de la sélection naturelle dans une population de levures. MR Goddard et al.; Nature 424 (31MAR05) 636-640. C'est un paradoxe, car elle fait perdre du temps et de l'énergie et entraîne une disruption des "bonnes" combinaisons de gènes. De plus et dans le cas de gamètes inégaux, la femelle transmet ses gènes avec une fréquence deux fois inférieure à celle de la forme asexuée.

La théorie vieille de plus de 100 ans de Weismann affirme que l'avantage réside dans la plus grande variabilité génétique entretenue par ce mode de reproduction. C'est à la vérification de ce dogme que se sont consacré les auteurs. Ils constatent effectivement que, face à un environnement défavorable, cette diversité est utile. Mais on n'a aucun avantage dans un milieu plus favorable.

Dans le monde microbien, ce sont les carences nutritionnelles qui pilotent la sélection. On sait qu'elles accroissent les taux de mutation. Mais l'évolution est alors indépendante de la reproduction sexuée. Les auteurs ont utilisé une souche rendue asexuée de levure qui peut être soumise aux mêmes sélections que la forme sexuée.

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75. Une revue de AJ Wolfe; Microbiology & Molecular Biology Reviews 69 (MAR05) 12-50 est consacrée à la commande du basculeur acétate. C'est une régulation qui intervient quand après avoir accumulé de l'acétate excrété dans le milieu (en général lors d'une prolifération rapide sur substrats dits acétogéniques, comme D-glucose ou L-sérine), une bactérie se retrouve en carence et doit utiliser cet acétate comme substrat de secours. .

C'est surtout le basculeur acétate d'Escherichia coli qui a été étudié dans différentes conditions. Ainsi, lors d'une fermentation à haute densité sur D-glucose dans un milieu tamponné à pH7, la période de prolifération est prolongée, ce qui augmente la densité cellulaire avec une excrétion abondante d'acétate. De plus, la phase exponentielle consomme le glucose et l'oxygène, et produit l'acétate. Vers la fin de cette phase, la fermentation marque une pause puis, après environ 30 minutes, reprend (une diauxie classique) et la consommation d'oxygène et la production de C02 reprend à la suite d'un co-métabolisme du glucose et de l'acétate. Malgré le tampon le pH augmente transitoirement pendant la consommation de l'acétate.

En fait c'est, comme d'habitude, l'acétyl Coenzyme A qui est au cœur du problème et qui est un carrefour essentiel du métabolisme central comme on l'a montré au cours des années 50s. Mais le composé principal de régulation de la voie dissimilatrice, l'acétyl-phosphate (acétyl~P) est un signal global qui intervient dans de très nombreuses voies comme l'assimilation de l'azote, l'osmorégulation, la production des pili, flagelles capsule et pathogenèse.

L'intérêt se focalise également sur un enzyme clé dans l'assimilation de l'acétate avec l'acétyl-CoA synthétase (AMP-ACS). L'activité de cette enzyme est régulée par acétylation/désacétylation ressemblant à celui qui intervient dans le fonctionnement de la chromatine des eucaryotes. Le promoteur complexe du gène de l'enzyme (en fait plusieurs promoteurs emboîtés) est d'ailleurs un modèle classique de complexe nucléoprotéique très labile gouvernant l'expression du gène.

L'auteur se sert du modèle du colon, où E.coli se niche, pour décortiquer le complexe régulateur commandant la sécrétion, puis la consommation de l'acétate avec régulation du pool d'acétyl~P.

L'auteur examine les cas d'un tel basculeur chez d'autres organismes comme Bacillus subtilis, Salmonella enterica, des archées halophiles, et même chez les mammifères.

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76. Des chercheurs de l'INSA de Toulouse associés à Genencor International décrivent une technique d'ingénierie du métabolisme en une seule étape pour moduler l'expression de gènes chromosomiques d'Escherichia coli dans une large gamme de niveaux. I Meynial-Salles et al.; Applied & Environmental Microbiology 71 (APR05) 2140-2144. Ils utilisent une boîte à outil avec des cassettes comprenant des combinaisons d'un grand nombre d'éléments régulateurs. Ces cassettes comportent des promoteurs artificiels obtenus après constitution de deux oligomères de 100 nucléotides (OL1 et OL2) subdivisés en plusieurs régions spécifiques. Les auteurs ont ensuite procédé à une copie réverse d'OL1 avec dégénérescence pour constituer une batterie d'un promoteur élémentaire très court. Une seconde étape a consisté en une addition de sites de fixation des ribosomes et de séquences de stabilisation des messagers et des sites d'initiation de la traduction par PCR, en utilisant OL1. La séquence réverse (OL3) contient une séquence d'amorçage correspondant au promoteur précédent et aux différents éléments complémentaires évoqués précédemment, plus des séquences flanquantes permettant l'insertion chromosomique. La dernière étape consiste à insérer par recombinaison in-vivo, de la cassette.

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77. L'analyse de l'expression globale des gènes d'Escherichia coli en présence de 6 différentes sources de carbone, montre qu'au fur et à mesure de la diminution de la disponibilité des sucres, le patron d'expression se modifie avec un accroissement hiérarchique du nombre de gènes exprimés avec ceux de nombreux facteurs impliqués dans le transport et l'utilisation de sucres encore indisponibles. La motilité est, de plus, accrue. Par ailleurs, la synthèse des ARNs ribosomiques décroît. Tout se passe comme si la bactérie accroissait sa recherche de nouveaux substrats en favorisant l'expression de certains gènes. Ce schéma vient compléter l'induction spécifique par les substrats effectivement rencontrés. M Liu et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (22APR05) 15921-15927.

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78. YHP Zhang et al.; Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102 (17MAY05) 7321-7325 montrent que Clostridium thermocellum hydrolyse la cellulose par un mécanisme différent du mécanisme classique avec intervention de la cellobiohydrolase. Les bénéfice énergétiques (en ATP rechargé) de l'utilisation anaérobie sont toujours minces car il faut financer la croissance de la population en sus de la production de cellulases. De plus la cellulase est un enzyme très lente e qui fait que la bactérie doit synthétiser de plus grandes quantités de cellulase pour une cellulolyse décente.

Cl.thermocellum se débrouille en déployant un pompage des oligosaccharides très efficace et en utilisant un clivage phosphorolytique intracellulaire des liaisons -glycosidques.

Les auteurs montrent qu'il existe un gain relatif qui laisse espérer une technique évitant l'addition de cellulases, qui sont des enzymes coûteuses. C'est ce qui explique la croissance relativement rapide de cette bactérie sur cellulose.

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79. L'expression des gènes permettant l'ancrage de la scaffoldine CipA ainsi que celui de l'exoglucanase processive CelS du cellulosome de Clostridium thermocellum dépend de la prolifération bactérienne. Des auteurs israéliens ont suivi l'expression de plusieurs endoglucanases cellulosomales et d'une xylanase majeure du complexe (CelB, CelG et CelD et XynC) dans différentes conditions de substrat et de milieu. Les niveaux des transcrits de celB et celG sont 10 fois supérieurs à ceux de celD. Comme ceux de l'endoglucanase majeure CelS, les niveaux de transcription de ces endoglucanases dépendent également du taux de prolifération. Il n'existe, cependant, pas de corrélation de ce type pour xynC. Ceci signifie qu'il y a là deux régulations différentes pour les endoglucanases et la xylanase. TW Dror et al.; Journal of Bacteriology 187, n°7 (APR05) 2261-2266.

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80. Ruminococcus albus de la panse de ruminants produit des structures fimbria-like de type IV impliquées dans l'adhérence à la cellulose. Des chercheurs de l'INRA à Clermont Ferrand ont caractérisé le locus codant ces structures (H Rakotoarivonina et al.; Microbiology 151 (APR05) 1291–1299). Ils ont détecté deux gènes pilA1 et pilA2.

Le transcrit de pilA1 est beaucoup plus abondant chez R.albus et la protéine PilA2 joue un rôle dans la synthèse et l'assemblage des structures fimbria-like de type IV, mais ne fait probablement pas partie des structures elles-mêmes. Voir également le site de l'Université Claude Bernard à Lyon : biomserv.univ-lyon1.fr/wiki/e2m2theses/moin.cgi/RakotoarivoninaHarivony.

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81. Le gène argF de Xanthomonas campestris codant l'ornithine transcarbamylase (de la voie de synthèse de nombreux procaryotes) est nettement différent de celui des autres bactéries, alors que tous les autres gènes sont semblables. Cette enzyme diffère, en effet, des autres par l'absence du motif canonique DxxSMG fixant l'ornithine de toutes les autres ornithine transcarbamylases, et possède une boucle riche en prolines constituant une partie du site actif. C'est en fait une N-acétylornithine transcarbamylase que l'on connaît déjà chez Bacteroides fragilis. Elle pourrait être une cible quand on veut viser les pathogènes qui utilisent cette voie dérivée. D Shi et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (15APR05) 14366-14369.

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83. Utilisant la citrate synthase comme modèle pour étudier le mécanisme d'agrégation souvent observé lors des surproductions de protéines et leur prévention par des substances stabilisantes comme les polyols. R Mishra et al.;The Journal of Biological Chemistry 280 (22APR05) 15553-15560 montrent qu'il n'y a pas de corrélation entre l'effet "chaperone" et la stabilisation. L'addition de polyols stabilise effectivement la protéine, l'acquisition de sa conformation finale est diminuée, quand on augmente la concentration des polyols. Certains, comme l'erythritol, ont un effet général qui est même négatif. Par contre le glycérol est le plus efficace dans le repliement à 7 M de glycérol et 10 µg/ml de protéine, ce qui est nettement plus efficace que par des chaperones comme GroEL et GroES in vitro. Les polyols interviennent très tôt dans le processus de repliement.

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85. Les spores des Bacillus possèdent des récepteurs de "casse-croûte" localisée dans la membrane interne de la spore et qui, quand ils sentent un festin possible, déclenchent la germination. Il en existe trois, produits des opérons tricistroniques homologues, gerA, gerB et gerK. Les protéines A et B, codées par chacun de ces opérons, sont très probablement des protéines intégrées dans la membrane. La troisième, C, n'est pas une partie intégrante de la membrane, mais s'y trouve rattachée car elle possède un peptide signal et possède une cystéine reconnue par les diacylglycérols et indispensable à sa fonction. T Igarashi et al.; Journal of Bacteriology 187, n°7 (APR05) 2513-2518.

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86. ### Le génome de Photobacterium profundum, une bactérie marine isolée à 2500 m de profondeur a été récemment séquencé dans le but de comprendre les mécanismes d'adaptation aux très fortes pressions. A Vezzi et al.; Science 307 (04MAR05) 1459-1461. On n'a pas encore pu dégager ces caractéristiques bien qu'on ait pu constater la présence de deux chromosomes de 4,1 et 2,2 Mb, plus un plasmide circulaire de 80kb..

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87. On a toujours du mal à faire sécréter leur production par les souches de Corynebacterium glutamicum surproductrices de glutamate, et on utilise de nombreux artifices pour perméabiliser la membrane. E Radmacher et al.; Microbiology 151 (MAY05) 1359-1368 montrent que l'ethambutol, un inhibiteur de la formation de la paroi de Mycobacterium tuberculosis permet de faciliter l'efflux de glutamate chez des souches hyperproductrices de glutamate de Corynebacterium glutamicum.

Les auteurs ont examiné les cibles possibles de cet effecteur, et ont identifié 76 gènes affectés dont 18 ont une activité amplifiée de plus de 8 fois. On trouve parmi eux des gènes intervenant sur la paroi mais aucun gène métabolique majeur. Le mécanisme de stimulation de l'exportation par un mécanisme membranaire qu'ils invoquent reste évidemment à confirmer.

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88. ### La translocase de protéines utilisant le signal dit "twin-arginine" (Tat) logé dans le peptide de ciblage à l'exportation permet le transport transmembranaire des protéines sous leur conformation fonctionnelle. Or 25 à 30% des protéines peuvent avoir une localisation, soit entièrement, soit partiellement extra-cellulaire. Chez Escherichia coli, de nombreux substrats de Tat lie des cofacteurs redox qui sont insérés dans la protéine avant son transport et doivent donc être cotransportés par le système. T Palmer et al.; Trends in Microbiology (APR05) 175-180 passent en revue les acquis récents dans le domaine.

Le peptide signal des protéines destinées au système Tat possèdent la structure classique d'un peptide signal plus une séquence porteuse du marqueur double arginine. En principe la substitution d'une seule des deux inactive le transport. Mais il existe quelques exceptions où une substitution d'une arginine par de la lysine conserve la fonction.

La séquence consensus tolère de très larges variations en dehors de la double arginine, sauf pour la phénylalanine qui confère l'hydrophobicité.

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Les Protéines et les Enzymes

89. On sait que le trigger factor (TF) est la première chaperone rencontrée à la sortie du ribosome des bactéries, mais on ne pouvait interpréter la présence d'une forte concentration de dimères de cette protéine libres dans le cytoplasme. CP Liu et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (08APR05) 13315-13320 viennent de montrer que lorsqu'une protéine est produite en quantités importantes, le TF sous sa forme dimérique se complexe avec la protéine, ce qui permet de récupérer nettement plus facilement sa conformation normale après un stress, par intervention du complexe chaperone DnaK-DnaJ-GrpE.

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90. Etudiant la porphobilinogène synthase humaine L Tang et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (22APR05) 15786-15793 montrent que l'interconversion du monomère entraîne celle de la structure quaternaire de l'enzyme et que cela est lié à la fixation du ligand dans le site actif. On obtient ainsi, soit un octamère très actif, soit un hexamère peu actif. Le ligand modifie la structure du monomère qui peut alors donner des octamères.

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91. S Watanabe et al.; Microbiology 151 (APR05) 1083-1094 ont essayé d'établir les déterminants de la stabilité de deux isocitrate déshydrogénases monomériques, l'une mésophile d'Azotobacter vinelandii, et l'autre psychrophile de Colwellia maris. Ils ont construit des chimères entre ces deux enzymes et comparé ces déterminants avec la séquence de l'enzyme dimérique d'Escherichia coli. Ils ont ainsi établi à la fois les régions importantes responsables de la thermolabilité de l'enzyme de Colwellia qui sont celles qui sont responsables de la meilleure activité catalytique et de la plus forte affinité pour l'isocitrate de l'enzyme d'Azotobacter. Cette enzyme du cycle de Krebs assure deux fonctions, déshydrogénation et décarboxylation de l'isocitrate.

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92. L'exo-oligoxylanase (Rex) de Bacillus halodurans C-125 hydrolyse les xylooligosaccharides et libère le xylose de l'extrémité réductrice. C'est une enzyme caractérisée par son extrême spécificité (elle est même capable de distinguer l'hydroxyle -anomérique par rapport à l'-anomère ou 1-déoxyxylose. S Fushinobu et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 17180-17186 ont établi la structure cristalline de l'enzyme Rex à 1,35–2,2 Å et montré qu'un coude dans la boucle avant l'-hélice 10 bloque l'accès à un des sites de reconnaissance et permet à l'His-319, dans la boucle, de former une liaison hydrogène directe avec l'un des hydroxyles du xylose, entraînant la reconnaissance différentielle des anomères.

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93. Le pontage de protéines par la transglutaminase tissulaire joue probablement un rôle dans divers mécanismes cellulaires. On pensait qu'elle le fait via une agrégation et une précipitation de protéines endommagées. T Konno et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 17520-17525 montrent que ce n'est pas toujours le cas et que, dans certains cas, elle inhibe l'agrégation des protéines dépliées. C'est en tout cas vrai pour la -lactoglobuline.

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94. A Korkegian et al.; Science 308 (06MAY05) 857-860 décrivent une technique informatique permettant de thermostabiliser une enzyme donnée.

On l'avait déjà fait pour des protéines non catalytiques. Il faut, pour les enzymes, conserver la souplesse suffisante pour assurer la fonction. Ils ont pris comme modèle la cytosine déaminase de la levure, et utilisé le programme RosettaDesign qui a pour objectif de découvrir les séquences de moindre énergie pour un squelette protéique donné.

Ils ont ainsi identifié trois mutations entraînant une augmentation de 10° de la température de dénaturation et un accroissement de 30 fois de la demi-vie à 50°, sans altération de la fonction catalytique.

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95. Les D- et L-lactate déshydrogénases (D-LDH1 et L-LDH) NAD-dépendantes sont des enzymes indépendante sur le plan évolutif et catalysant la même réaction, réduisant le pyruvate en lactate, et ne différant que par la chiralité de leur produit.

Les deux enzymes sont des catalyseurs acide/base. Dans le cas de la L-LDH des Vertébrés qui est la mieux connue, l'Arg171 et l'Arg109 du site de reconnaissance du substrat favorisent respectivement la fixation du bon substrat et la polarisation de ce substrat. Le site de fixation du substrat de la D-LDH de Lactobacillus pentosus contient une seule arginine, Arg235, qui pourrait jouer les rôles des deux arginines Arg109 et Arg171. En fait, la structure implique que le rôle de l'Arg235 et de l'Arg171 pourrait être supplémenté par la fonction amide de la Gly78 et de la Val79 sur la boucle du site actif. T Shinoda et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 17068-17075

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L'Agroalimentaire

94. On connaît, chez Escherichia coli, trois canaux mécanosensibles permettant l'ajustement de la pression osmotique qui permet de maintenir une croissance de la cellule dans une assez large gamme de pressions osmotiques externes. Des canaux mécanosensibles permettent un efflux des solutés cytoplasmiques pour rétablir un relatif équilibre avec l'extérieur lors d'une baisse de la pression extérieure. Il existe un canal MscM qui s'ouvre sous de faibles tensions de la membrane, un canal MscS qui s'ouvre sous des tensions moyennes et un canal MscL à très forte conductance mais qui ne s'ouvre que lors de fortes tensions.

JHA Folgering et al.; Journal of Biological Chemistry 280 (11MAR05) 8647-8650 ont étudié ces canaux chez Lactococcus lactis. Ils constatent que, chez cette bactérie, seul MscL est responsable de l'efflux lors d'une baisse de la pression osmotique extérieure.

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95. Le traitement des fruits pour les préserver des attaques par les champignons et une surmaturation liées à des chocs, par exemple, après récolte peut passer par la stimulation de certaines défenses du fruit contre les stress. Dans ce cas il s'agit de faire intervenir de faibles doses de rayons UV. On loge cette technique dans l'hormesis (une radiothérapie lancée au début du 20° siècle) qui a donné lieu à des réactions très variées compte tenu des méfaits des radiations ionisantes. Dans ce cas également, des effets indésirables ont été notés, mais on peut les piloter par le dosage du rayonnement UV. Les auteurs font remarquer que de nombreux stress induisent la production de métabolites secondaires appréciés par les vendeurs de produits de type nutraceutiques (alias alicaments). G Shama et al.; Trends in Food Science & Technology 16 (APR05) 128-136.

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96. S Serra et al.; Trends in Biotechnology 23 (APR05) 193-198 présentent un survol des possibilités de bioproductions d'arômes et parfums naturels ou "identiques au naturel".

Flaveurs et parfums ont depuis très longtemps été extraits de produits naturels, mais les débuts des fermentations ont marqué l'apparition de nouveaux arômes. Mais, dans les deux cas, ils sont produits sous la forme de mixtures difficiles à reproduire. La synthèse organique a débloqué la situation comme par exemple la coumarine en 1868 et la vanilline en 1874. Ces synthèses ont, souvent, imité la nature. Mais les arômes chiraux existent le plus souvent, dans la nature, sous forme d'un seul énantiomère. De ce fait, des énantiomères différents peuvent présenter des propriétés sensorielles différentes. Les biotechnologies représentent une des solutions pour obtenir le produit désiré.

L'ensemble du marché des arômes et parfums représentait de l'ordre de 16 milliards de dollars US.

Les législations actuelles, aussi bien aux Etats-Unis qu'en Europe, stipulent que les produits "naturels" ne peuvent être préparés que par extraction physique de sources naturelles, ou par des procédés enzymatiques ou microbiens permettant la bioconversion de produits issus de la nature.

Pour des raisons psychologiques un produit "naturel" a plus d'attrait que le même mais produit par synthèse chimique qui est "identique au naturel". La vanilline "naturelle" est issue des gousses d'orchidées lianescentes tropicales cultivées à l'ombre (le plus souvent Vanilla planifolia) et représente environ 2% de la gousse. Son prix est de l'ordre de 1000-3300 € le kilogramme, mais ne représente, de ce fait, que 1% des vanillines sur le marché. Le reste est issu de la conversion du guaiacol, et dont le prix est de l'ordre de 12-13€ le kg. Cela donne des idées.

L'arôme de framboise est une cétone phénylpropanoïde qui est présent en quantité très faible (de l'ordre du mg par kg de baies), donc pas question de les extraire pour faire naturel. Par contre, on peut oxyder l'alcool secondaire de précurseurs naturels comme 4-(4-hydroxyphényl)butane-2-ol (bétuligénol), son O-glucoside (bétuloside) ou saturer la double liaison de la 4-hydroxybenzalacétone. Beauveria bassiana peut s'en charger.

Les auteurs décrivent, ainsi, une série de production d'arômes de divers fruits comme la -décalactone de la pêche à partir de l'acide ricinoléique qui a permis d'abaisser son prix de 10 000€ à 400€ le kg. L'acide linolénique est le précurseur naturel du cis-3-hexen-1-ol qui donne la note de "vert"à de nombreuses compositions aromatiques. On peut l'obtenir par distillation, mais c'est un procédé coûteux. L'oxydation de l'acide linolénique et de l'acide linoléique par des lipoxygénase et hydroperoxyde lyases donne du cis-3-hexène-1-al de l'hexène-1-al, qui peuvent être réduit en l'alcool correspondant par la levure.

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97. On trouvera plusieurs articles sur différents aspects du fonctionnement du tube digestif dans Science 307 (25MAR05). DYR Stainier; p.1902-1903, souligne que le tube digestif a été le premier organe résultant de la multicellulalité. Sa fonction d'absorption a été établie très tôt en faveur d'autres tissus. Je rappelle que cette fonction "digestive" a longtemps été confondue, aux débuts de la multicellularité, avec les échanges gazeux (respiration). L'expansion de la surface pour satisfaire la nutrition est, ensuite, entrée en conflit avec la digestion car si un ralentissement du transit des aliments est utile, la respiration exige des échanges rapides, cela a conduit au cul de sac des Trématodes, et à une séparation des deux fonctions facilitée, comme beaucoup d'autres fonctions, par le système circulatoire, ce qui a permis aux deux fonctions d'utiliser des architectures tissulaires différentes. F Radtke et al.; p.1904-1909 discutent de la mise en place et surtout de l'entretien de la structure.

T Sakatani et al.; p.1976-1978 décrivent, par ailleurs, les modifications épigénétiques pouvant faire dérailler le processus, comme la perte de l'empreinte du gène de l'insulin-like growth factor II (IGF2).

F Bäckhed et al.; p.1915-1920 discutent des stratégies possibles pour étudier les interactions entre la flore intestinale et les animaux dont l'homme. L'intestin distal est un bioréacteur programmé et régulé par l'hôte et la microflore a évolué avec son hôte et apporte sa contribution à l'équilibre.

JL Sonnenburg et al.; p.1955-1959 s'intéressent au pâturage de Bacteroides thetaiotaomicron sur les prairies de glycanes à la surface de l'épithélium intestinal, les mucus induisant, en l'absence de sucres plus directement utilisables, la production d'une batterie d'hydrolases adaptées dès que le substrat est détecté. .

TT MacDonald et al.; p.1920-1925 discutent du conflit à gérer entre la fonction absorbante de l'intestin et les défenses contre les agresseurs, tout en maintenant la flore indigène pour laquelle une tolérance active se développe.

MK Badman et al.; p.1909-1914 récapitulent l'interaction des signaux hormonaux et nerveux qui régulent l'homéostase énergétique (avec un œil sur les problèmes de l'obésité).

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133. B Japelj et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 16955-16961 montrent que l'on peut éviter les dégâts des endotoxines bactériennes (lipopolysaccharides ou LPS) libérées par des traitements antibiotiques, en utilisant des copies simplifiées des lactoferrines. Elles se lient au LPS en se repliant de façon à couvrir la distance entre les phosphates des LPS avec plus de souplesse que la lactoferrine entière. On peut ainsi permettre au peptide de distinguer les membranes pro- et eucaryotes.

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Les Pré et Probiotiques et Autres

98. ### Des protéines dont on parle beaucoup ces temps ci sont les sirtuines (la famille des protéines Sir de la levure). Ce sont des protéines déacétylases conservées des procaryotes aux mammifères. On les implique en particulier dans la longévité chez tous les organismes (donc un bon outil de marketing) bien que les mécanismes de base de la sénilité soient bien différents entre la levure et l'homme. On ne peut donc guère extrapoler d'un organisme à un autre. Ainsi Sir2 freine les recombinaisons homologues entre séquences d'ADN ribosomales qui sont répétées et libère des cercles d'ADN chez la levure. Ce n'est pas le cas chez nous. La restriction calorique est impliquée dans la longévité dans tous ces cas mais, avec un impact très différent selon les espèces.

Si on connaît de nombreux inhibiteurs on connaît peu d'activateurs. Le resvératrol en est probablement un. On le trouve dans les vins rouges. Il est efficace chez des souches de levures. On attribue son action à une activation de Sir2. C'est ce que confirment un consortium de chercheurs américains avec M Kaeberlein et al.; The Journal of Biological Chemistry 280 (29APR05) 17038-17045. Il faut donc penser à donner un verre de rouge à nos levures.

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La sécurité alimentaire

99. Une revue sur le système antimicrobien lactoperoxydase du lait est parue avec E Seifu et al.; Trends in Food Science & Technology 16 (APR05) 137-154. En présence de thiocyanate et de peroxyde d'hydrogène, la lactoperoxidase fait interagir les deux pour donner des composés antimicrobiens. C'est une technique potentielle de préservation du lait, quand la réfrigération n'est pas disponible. Il n'est pas étonnant que ce soit des chercheurs africains qui analysent ce système.

Comme la quantité de thiocyanate normalement présente dans le lait est fluctuante (de 1 à 15 ppm, ce qui est juste suffisant pour activer le système, elle dépend du niveau dans le sérum sanguin et, en deçà, du régime alimentaire du ruminant), l'activation du système peut fort bien ne pas avoir lieu. Le peroxyde d'hydrogène est normalement absent du lait, mais des microorganismes contaminants se charge d'en dégager (à leur détriment). Les auteurs étendent leur analyse à la préservation d'autres aliments.

La source végétale de ces thiocyanates réside dans les glucosinolates, donc des Crucifères du fourrage, et autres glucosides cyanogènes de la pomme de terre, du mil et du maïs, des pois et des haricots. L'hydrolyse de ces derniers résulte d'une interaction avec le thiosulphate grâce à des rhodanases.

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100. Les oxygènes réactifs peuvent nuire à bien des bienfaits sanitaires de l'alimentation. Ils peuvent intervenir dans les réactions aux pestes, mais également aux pesticides ou à des polluants industriels mimant les œstrogènes comme les nonylphénols et bisphénol A. La valeur des aliments fonctionnels gagnerait donc à être suivie de ce point de vue. A Wiseman; Trends in Food Science & Technology 16 (APR05) 166-168.

L'une des stratégies potentielles réside dans l'utilisation de systèmes détoxifiants. Mais il faut toujours être méfiant dans ce cadre, car pourquoi se soucier de la présence de substances toxiques lors de la production, si on dispose de techniques de détoxication. On a prôné (l'auteur avec d'autres) l'élimination des oxygènes réactifs (ROS), notamment dans les aliments riches en lipides où ils s'accumulent grâce à l'activité des peroxydases. Mais il faut réaliser que l'industriel ou le commerçant délivrant ce produit ne peut être responsable des dégâts causés ultérieurement par la cuisinière, malgré les mises en garde sur le sujet. L'utilisation, par exemple, de révélateurs redox incorporés aux aliments commercialisés pourrait donc au moins avertir le consommateur sur la présence de ROS dans ses aliments. Une technique consisterait en une utilisation d'enzymes modifiées spécialement dans ce but.

Le même auteur A Wiseman;Trends in Food Science & Technology 16 (APR05) 169-170 traite de la prévention plus générale des pollutions environnementales par une intervention "verte" dès les débuts de la production des aliments. Il recommande la production enzymatique qui engendre beaucoup moins de produits secondaires nocifs que les traitements chimiques. L'utilisation d'enzymes immobilisées , par ailleurs, évite la contamination des produits par l'enzyme.

On utilise surtout des hydrolases, mais on peut citer celle de plusieurs cytochromes parmi les innombrables existant naturellement. Quelques isoformes comme les cytochromes P450 1A, sont malheureusement capables de convertir des carcinogènes potentiels des aliments en leur forme active. Eux mêmes provenant de cuissons inadéquates.

Par ailleurs, l'addition d'enzymes antioxydantes comme les glucose oxydases/catalases élimine l'oxygène avant qu'il puisse agir pour donner les ROS. L'auteur rappelle que l'espace au dessus de nombreux flacons de condiments est un endroit souvent générateur de ROS. La prévention de ces auto-oxydations par des superoxydes dismutases (à Cu/Zn, Mn ou Fe) avant consommation est également possible.

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101. L'acrylamide ne s'observe pas dans les aliments crus ou simplement bouillis (ne dépassant donc pas 100°, mais résulte de fritures ou de cuissons un peu énergiques. Ce sont les fritures de pomme de terre et de produits à base de céréales qui en engendrent le plus, mais on en trouve également dans le café torréfié et celui-ci peut constituer un apport global assez significatif du fait de la répétition des prises. WL Claeys et al.; Trends in Food Science & Technology 16 (MAY05) 181-193 traitent de ce problème. L'acrylamide est le produit d'une réaction de Maillard. De ce fait tout ce qui conduit à cette réaction entre sucres et acides aminés (surtout l'asparagine) entraîne sa production (adieu le pain bien cuit). L'abaissement du pH, le blanchiment des pommes de terre avant friture diminue ce type de réaction.

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102. L'utilisation des techniques à hautes pressions hydrostatiques (HHP) est très étudiée depuis un certain temps. Ces techniques présentent l'avantage de fonctionner en profondeur dans les aliments traités, contrairement aux techniques thermiques, par exemple, qui se heurtent au delà d'un certain volume, aux problèmes de transferts de chaleur.

Elles permettent non seulement de tuer les microorganismes contaminants, mais aussi d'inactiver certaines enzymes (probablement par les mêmes mécanismes). Mais on ne sait guère de chose sur l'impact nutritionnel de ces traitements. Y Estrada-Giron et al.; Trends in Food Science & Technology 16 (MAY05) 194-203 font le point de la littérature dans le cas des Légumineuses et des céréales. Ils évoquent, en particulier, l'élimination des protéines allergènes du riz et l'utilisation potentielle de ces techniques pour produire des produits texturés à partir de soja (le miso est déjà un produit de ce type mais à production classique). Des amylases de l'orge et du blé peuvent être altérées et ceci modifie la texture de la pâte à pain, par exemple.

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103. Salmonella enterica serovar Typhimurium, cause de gastroentérites, prolifère dans les cellules de l'animal au sein d'un compartiment délimité par une membrane (SCV pour Salmonella Containing Vacuole). Ce comportement est permis par l'injection de protéines bactériennes dans la cellule-hôte, par un système de sécrétion de type III codé par les SPI-2 (Salmonella Pathogenicity Island-2).

SifA est indispensable à la formation des filaments induits par la bactérie (Sifs) et au maintien de l'intégrité de la SCV. Cette protéine effectrice est prénylée et acétylée au niveau du soufre d'une cystéine par la cellule hôte (AT Reinicke et al.; Journal of Biological Chemistry 280 (15APR05) 14620-14627).

SifA transloquée par SPI-2 est codée en dehors de SPI-2 par sifAY, mais dépend des régulations strictes de SPI-2 assuré par SsrAB (un récepteur classique à deux composants).

E Boucrot et al.; Science 308 (20MAY05) 1174-1178 montrent que cette vacuole recrute le moteur kinésine. Ils montrent que SifA interagit avec la protéine SKIP (SifA and Kinesin–Interacting Protein) de l'hôte qui inhibe normalement le recrutement de la kinésine sur la membrane vacuolaire dont elle pilote la dynamique.

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104. L'opéron plasmidial ecf (E.coli attaching and effacing gene-positive conserved fragments) d'Escherichia coli O157:H7 est thermorégulé, étant plus actif à 24° qu'à 37°, car il est constitué d'un ADN courbé dénommé BNT2. Les gènes ecf1, ecf2, ecf3 et ecf4 codent des protéines de surface de la bactérie, dont une seconde copie d'un gène d'une myristoyl transférase (KDO2-lauroyl-lipid IVA myristoyl-ACP acyltransferase) de modification du lipide A (une endotoxine basée sur un phospholipide comportant un glucosamine disaccharide ß-1,6). L'autre copie, lpxM, est chromosomique. La délétion de ces deux gènes entraîne une difficulté à vivre dans le tube digestif bovin et dans le milieu extérieur liée à des défauts des lipides de la membrane externe de la bactérie. JW Yoon et al.; Infection & Immunity 73 (APR05) 2367-2378.

Tous les isolats cliniques d'E.coli O157:H7 sont porteurs d'un plasmide de 92 kb (pO157). Ce plasmide est porteur de plusieurs facteurs de virulence dont le système général de sécrétion codé par (etpC à -O), l'entérohémolysine (ehxA), une protéase à sérine (espP), une catalase-peroxydase (katP), etc…, dont l'importance dans la virulence reste, d'ailleurs, à démontrer.

Les gènes ecf1 et ecf2 sont