Etude génétique et physiologique des voies respiratoires utilisant le formiate chez Escherichia Coli : Caractérisation moléculaire du formiate déshydrogénase aérobie

Chez Escherichia coti, la chaine respiratoire anaerobie induite en presence de nitrate est constituee du formiate deshydrogenase FDH-N et du nitrate reductase NAR-A qui couplent l'oxydation du formiate a la reduction du nitrate. Leurs isoenzymes FDH-Z et NAR-Z synthetisees en aerobiose assurent le transfert des electrons lors d'une transition soudaine de l’aerobiose a l’anaerobiose. Au cours de ce travail, nous avons localise a la minute 88 sur le chromosome d'E. Coli le locus fdo specifique de l'enzyme FDH-Z entre les genes fdhD et fdhE indispensables a la formation des formiates deshydrogenases. Ce locus de 5 kb a ete ensuite clone dans un systeme d'amplification de type promoteur du phage 17 /ARN polymerase. Il code pour trois polypeptides de tailles identiques a celles des trois sous-unites de la FDH-N purifiee. Ceux-ci sont reconnus par des anticorps specifiques a FDH-N. La comparaison de la sequence de fdo avec l’operon de structure de FDH-N permet d'attribuer un role a chacun des produits des genes fdoG, II et I. Le locus fdo chromosomique a ete mutagenise par insertion d'une cassette uidA::kanR pour faciliter l'etude de sa regulation. Il s'exprime aussi bien en anaerobiose qu'en aerobiose, ou il est soumis au controle de la proteine CRP dont le site consensus a ete detecte dans la region promoteur. Bien que le trimethylamine-N-oxyde (TMAO) induise fdo, l'enzyme FDH-N, et non pas FDH-Z, semble intervenir in vivo dans le transfert des electrons du formiate au TMAO. Cette voie respiratoire detourne le formiate endogene necessaire a la synthese du systeme fermentatif formiate-hydrogene lyase. Les genes de structure de ce systeme font partie des rares genes d'E. Coli connus a ce jour pour etre reprimes par l'elevation de l'osmolarite du milieu.