The molecular basis of glycogen breakdown and transport in Streptococcus pneumoniae

Le génome de Streptococcus pneumoniae, dont la souche représentative est le TIGR4, comprend plusieurs gènes qui codent des protéines jouant un rôle présumé dans la dégradation, la modification et la synthèse de l’a‑glucane. Les composantes extracellulaires comprennent un transporteur de cassette de liaison à l’ATP et sa protéine de liaison au soluté, MalX, ainsi que l’enzyme hydrolytique SpuA. Avec ces travaux, nous montrons que parmi les a-glucanes exogènes courants, la souche S. pneumoniae TIGR4 ne peut utiliser le glycogène que si on lui fournit de la MalX et de la SpuA. La SpuA lui permet de dégrader le glycogène en a‑1,4‑glucooligosaccharides, tandis que la grande affinité (Ka ~ 106 M-1) de MalX pour les maltooligosaccharides joue un rôle clé dans l’absorption sélective des produits de dégradation du glycogène générés par SpuA. Les analyses de cristallographie aux rayons X de l’apoprotéine et du complexe protéique MalX illustrent la spécificité de la protéine à l’égard des produits de dégradation du glycogène et son impressionnante capacité de reconnaître la structure hélicoïdale du ligand. Dans l’ensemble, ces données structurales et fonctionnelles aident à mieux comprendre le métabolisme des a-glucanes chez les streptocoques tout en appuyant l’hypothèse selon laquelle le glycogène constitue le substrat du métabolisme des a-glucanes chez S. pneumoniae, rappelons que le glycogène est abondant dans les cellules épithéliales du poumon chez l’humain, une cible courante des S. pneumoniae qui causent une infection invasive.