Contribution à l'étude de la structure et de la régulation de l'expression des gènes de biosynthèse de la méthionine chez Escherichia coli K12

Abstract

Chez Escherichia coli, la voie de biosynthèse de la méthionine est une voie ramifiée dérivant de l’acide aspartique. Les gènes correspondants sont dispersés sur le chromosome et leur expression est réprimée par la méthionine via un aporépresseur, le produit du gène metJ, activé par un corépresseur, la S-adénosylméthionine. Au cours d’une analyse biochimique, nous avons contribué à l’étude des domaines de l’aspartokinase II-homsérine déshydrogénase II (AK II-HDH II), enzyme bifonctionnel codé par le gène metL. Nous avons alors proposé un modèle à trois domaines pour l’AK II-HDH II, analogue à celui proposé pour un enzyme isofonctionnel, l’aspartokinase I-homosérine déshydrogénase I. Nous avons déterminé la séquence du gène metC codant pour la cystathionase et avons comparé la séquence polypeptidique obtenue avec celle d’un enzyme qui catalyse la réaction précédente dans la voie spécifique de la méthionine (produit du gène metB). Nous avons pu mettre en évidence l’existence d’une homologie entre ces deux enzymes qui suggère fortement une origine commune. La comparaison des régions régulatrices des gènes metA, B, C et F a permis de mettre en évidence une région homologue. Il a été suggéré que cette région homologue soit la cible du répresseur. Nous avons pu démontrer que pour l’un des gènes, il en était ainsi par l’isolement de mutations de type opérateur constitutif. Les opérateurs altérés ne reconnaissent plus le répresseur purifié dans un système de transcription-traduction in vitro, alors que la répression est très efficace lorsque l’opérateur du gène metF est de type sauvage. Les études d’interactions du répresseur purifié avec les opérateurs de type sauvage ou altérés par mutation ont été rendues possible par l’isolement de fusions de gènes. En effet, en particulier, la fusion du gène metF au gène lacZ a grandement facilité la mesure de l’expression du gène metF.