Le métabolisme complexe de la pectine par les bactéries intestinales révèle de nouvelles fonctions catalytiques
Citation
Ndeh, D., Rogowski, A., Cartmell, A., Luis, A.S., Baslé, A., Gray, J., Venditto, I., Briggs, J., Zhang, X., Labourel, A., Terrapon, N., Buffetto, F., Nepogodiev, S., Xiao, Y., Field, R.A., Zhu, Y., O'Neill, M.A., Urbanowicz, B.R., York, W.S., Davies, G.J., Abbott, D.W., Ralet, M.-C., Martens, E.C., Henrissat, B., Gilbert, H.J. (2017). Complex pectin metabolism by gut bacteria reveals novel catalytic functions, 544(7648), 65-70. http://dx.doi.org/10.1038/nature21725
Résumé en langage clair
La présente étude définit une voie enzymatique empruntée par une bactérie intestinale (Bacteroides thetaiotaiotaomicron) qui dégrade le glucide le plus complexe de la nature (rhamnogalacturonane II). Bien que le rhamnogalacturonane II, un composant primaire des parois cellulaires végétales, soit relativement courant, on croyait qu’en raison de sa complexité, de nombreuses bactéries étaient nécessaires pour le dégrader dans la nature. Grâce à l’étude des enzymes de cette voie, sept nouvelles familles d’enzymes ont été découvertes, trois activités catalytiques jamais décrites auparavant ont été caractérisées, et notre compréhension de la forme tridimensionnelle du glucide a été accrue. Ces connaissances soulignent en outre que l’étude de la biochimie des bactéries qui vivent dans les milieux imprégnés de glucides, comme l’intestin humain, représente un vaste dépôt d’enzymes potentielles pour les applications en agriculture.
Résumé
© Macmillan Publishers Limited, faisant partie de Springer Nature, 2017. Tous droits réservés. Le métabolisme des polymères glucidiques stimule la diversité microbienne dans le microbiote intestinal humain. Cependant, on ne sait pas encore si des consortiums bactériens ou des organismes individuels sont requis pour dépolymériser les glycanes très complexes. Nous montrons ici que la bactérie intestinale Bacteroides thetaiotaiotaomicron utilise le glycane le plus complexe connu sur le plan structurel : le polysaccharide pectique végétal rhamnogalacturonane II, clivant ses 21 liaisons glycosidiques distinctes sauf une. La déconstruction des chaînes latérales et du squelette du rhamnogalacturonane II est coordonnée de manière à surmonter les contraintes stériques, et la dégradation fait intervenir des familles d’enzymes et des activités catalytiques inconnues auparavant. Le système de dégradation est à la base de la révision du modèle structurel actuel du rhamnogalacturonane II et met en évidence la façon dont les bactéries intestinales individuelles orchestrent les multiples enzymes requis pour métaboliser le glycane représentant le plus de défis dans l’alimentation humaine.