Métabolisme des β-Glicosides Aromatiques chez Erwinia chrysanthemi souche 3665 : Etude génétique et moléculaire des gènes arb

Abstract

Erwinia chrysanthemi, contrairement à E. coli K-12, est capable d’utiliser les β-glucosides naturels comme source de carbone. Deux systèmes cataboliques indépendants en sont responsables, systèmes clb responsable du catabolisme de l’arbutine, la salicine et le cellobiose et système arb responsable de l’utilisation de la salicine et de l’arbutine. Les gènes ont été clonés à partir d’une banque génomique d’Erwinia chrysanthemi (souche 3665). Le fonctionnement du système arb chez E. coli nécessite les protéines générales du système PTS (HPr et EI) et le complexe AMPc-CAP. La mutagénèse in vitro par insertion de l’élément transposable mini-Mu nous a permis de localiser les gènes arb et d’étudier la régulation de leur expression. L’analyse de la taille des protéines hybrides Arb-βgal, l’expression des gènes arb dabs un système "minicellules", et leur séquence nucléotidique montrent l’existence de trois gènes, arbG, arbF (perméase EII spécifique dépendante de PTS), et arbB (phospho-β-glucosidases B), localisés sur un fragment de 4,6 kb. Par échange de marqueur, des mutants arb d’Erwinia chrysanthemi ont été construits. Les mutants arbB sont phénotypiquement Sal⁻Arb⁺Clb, ce qui suggère l’existence d’une autre phospho-β-glucosidase spécifique de l’arbutine. L’étude comparative de la séquence des gènes arb avec celle de l’opéran bgl d’E. coli a montré que (i) les structures "tige-boucle" terminateurs de la transcription de l’opéran bgl sont présents en amont du gène arbG et dans la région intercistronique arbG/arbF ; (ii) ArbG est similaire (53% d’identité) à l’antiterminateur BglG d’E. coli, ce qui suggère que ArbG joue le rôle d’antiterminateur, et (iii) ArbF et ArbB sont similaire à BgkF et BglB de l’opéron bgl, respectivement. Un promoteur localisé en amont de arbB (dans la région codante de arbF ?) existe et permet de la synthèse indépendante de la phospho-β-glucosidase B. ceci pourrait permettre un taux de synthèse de ArbB tel qu’il n’y ait pas d’accumulation des β-glucosides phosphorylés toxiques pour la cellule. De plus dans la région intercistronique arbG-arbF, deux séquences de promoteurs ont été identifiées. Ils pourraient diriger l’expression de arbF et arbB indépendamment de celle de arbG.