Rôle des terres-rares dans la régulation de l’expression des alcool-déshydrogénases PQQ-dépendantes chez Pseudomonas putida
Résumé
The use of rare-earth element (REEs) as a cofactor for methylotrophic bacteria’s pyrroloquinoline quinone-dependent methanol dehydrogenase (PQQ-dependent MDH) has been a recent discovery, and opens a range of possibilities about the biological role of REEs. The characterization of another PQQ-dependent enzyme, the alcohol-dehydrogenase (PQQADH) REEs-dependent PedH in Pseudomonas putida, shows for the first time the use of the REEs in non-methylotrophic bacteria. The gene of the other PQQ-ADH calcium-dependent from P. putida, pedE, is repressed by REEs. The study reports that REEs are necessary for enzymatic activity and transcriptional regulation of pedE and pedH with low-concentration, in accordance with the environmental concentrations. PedH seems to be involved in the transcriptional regulation of pedE and pedH, and acts as a sensory module. This system uses an inverse regulation of PedE and PedH, which allows a rapid adaptation to its environment, and optimizes its growth with carbon source like alcohol. The regulatory system is also studied using the construction of two mutant libraries.
La découverte de l’’utilisation des Terre-rares (TRs) comme cofacteur par les méthanols déshydrogénases-pyrroloquinoline quinone dépendantes (MDH PQQ-dépendante) des bactéries méthylotrophes élargit notre vision concernant le rôle biologique des TRs. La caractérisation de l’alcool déshydrogénase PQQ-dépendante (ADH PQQ-dépendante) PedH de Pseudomonas putida, qui est aussi dépendante des TRs, a permis de dévoiler pour la première fois l’utilisation de ces éléments par des bactéries non-méthylotrophes. Une répression par les TRs s’opère également sur le gène pedE, la deuxième ADH PQQ-dépendante de P. putida calcium-dépendante. L’étude révèle que la régulation de l’expression de ces ADH PQQdépendante par les TRs s’exerce au niveau de l’activité enzymatique mais aussi sur l’expression du gène, à des concentrations très faible, en accord avec celle de l’environnement. PedH semble être également impliqué dans la régulation transcriptionnelle de pedE et pedH. La régulation se fait par un switch transcriptionnel entre PedE et PedH, permettant à la bactérie de s’adapter rapidement à son environnement et optimiser sa croissance en présence d’un substrat de type alcool, en fonction des teneurs en calcium et en TRs. Le système de régulation a été approfondi par la construction d’une banque de mutants.