Identification de DepB : l’enzyme responsable de la dernière étape de la détoxification de la voie de l’épimérisation du déoxynivalénol chez Devosia mutans 17-2-E-8
Citation
Carere, J., Hassan, Y.I., Lepp, D., Zhou, T. (2018). The identification of DepB: An enzyme responsible for the final detoxification step in the deoxynivalenol epimerization pathway in devosia mutans 17-2-E-8. Frontiers in Microbiology, [online] 9(JUL), http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2018.01573
Résumé en langage clair
Le blé et le maïs sont des cultures d’importance au Canada, mais elles sont sensibles aux maladies causées par divers champignons. Un champignon en particulier est responsable de maladies graves en agriculture comme la fusariose de l’épi du blé et du maïs, qui contamine souvent ces grains par des toxines. La principale toxine, le déoxynivalénol (vomitoxine), cause des pertes économiques immenses, car sa présence peut réduire la valeur des grains, ou, pire, se solder par leur élimination. Dans le passé, des chercheurs d’AAC ont montré que la bactérie peut modifier cette toxine, et la rendre moins toxique, et ont aussi identifié l’un des deux enzymes participant à ce système de détoxification. Dans la présente publication, nous faisons état de la découverte de la deuxième enzyme responsable de cette détoxification. Nous avons cherché les conditions dans lesquelles cette enzyme fonctionne et avons montré que son activité est bonne dans diverses conditions, d’où le potentiel de son utilisation dans un processus de détoxification. Le fait de détoxifier les grains contaminés avec des vomitoxines permettra d’augmenter leur valeur, car, ainsi, ils seront rendus propres à la consommation. Cette enzyme, et celle qui a été découverte précédemment, pourraient être utiles à divers intervenants, notamment les agriculteurs, les meuniers et les producteurs d’éthanol par fermentation.
Résumé
© 2018 Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre de l’Agriculture et de l’Agroalimentaire.
Le déoxynivalénol (DON) est l’une des mycotoxines les plus fréquemment trouvée dans les grains céréaliers, et les grains contaminés au DON peuvent causer des problèmes de santé pour les humains et les animaux et entraînent des pertes économiques graves. Actuellement, il n’existe aucune méthode pratique permettant d’assainir les grains contaminés. La mise au point d’une méthode biologique de détoxification est de plus en plus envisageable avec la découverte de micro-organismes qui transforment le DON en 3-epi-DON, un stéréoisomère relativement non toxique. Les bactéries capables de détoxifier le DON sont connues depuis un certain temps, mais ce n’est que récemment qu’une enzyme capable de le faire a été trouvée. Chez Devosia mutans 17-2-E-8 (Devosia sp. 17-2-E-8), une voie de l’épimérisation du DON (Dep pour DON epimerization) à deux étapes, désignée système Dep, complète cette réaction. DepA a récemment été identifiée comme étant l’enzyme responsable de la conversion du DON en 3-céto-DON, et dans la présente publication, DepB, une déshydrogénase dépendante de la NADPH, a été identifiée comme étant la deuxième et dernière étape de la voie. DepB catalyse rapidement la réduction du 3-céto-DON en 3-épi-DON. DepB s’est avéré modérément thermostable, car elle n’a pas perdu beaucoup de son activité après un traitement thermique à 55°C et cet enzyme est adaptée à la lyophilisation. DepB est active dans une gamme de valeurs de pH (5 à 9) et fonctionne aussi bien dans plusieurs des tampons les plus usuels. DepB est une enzyme clairement dépendante de la NADPH, car elle l’utilise de façon beaucoup plus efficace que le NADH. La découverte de la dernière étape de la voie du Dep pourrait contribuer à réduire enfin les pertes causées par une contamination des grains céréaliers au DON, grâce à un système de détoxification enzymatique. Les prochaine étapes de la mise au point de ce système devront porter sur l’activité des enzymes Dep dans des conditions apparentées à celles prévalant en industrie pour évaluer leur fonctionnement dans des domaines tels que la transformation du maïs par mouture, la fermentation qui mène à la production d’éthanol utilisé comme carburant ou directement dans les aliments pour animaux.