Analyse du Métabolisme de Clostridium cellulolyticum. Importance des Débordements Cataboliques dans la Distribution du Flux du Carbone et des Électrons

Une étude détaillée du métabolisme carboné de Clostridium cellulolyticum a été menée afin de comprendre les propriétés physiologiques de ce micro-organisme et des clostridia cellulolytiques d'une manière plus générale . Peu d'informations concernant la physiologie de C. cellulolyticum étaient disponibles; cependant il était fait état, en culture discontinue, d'une consommation limitée en substrat carboné, d'une inhibition précoce de la croissance se traduisant par une population faible en cu lture, ainsi que du basculement du métabolisme acétate/éthanol vers un métabolisme acétate/lactate. Grâce à la technique de culture en continu et à l'utilisation d'un milieu synthétique (rendant possible la mesure de paramètres auparavant interdite sur milieu complexe), l'analyse métabolique de C. cellulolyticum a révélé des phénomènes physiologiques remarquables. Ainsi,le flux carboné (vitesse d'écoulement du carbone dans le métabolisme central) a un rôle déterminant; il est à l'origine d'un débordement au niveau du point de branchement du pyruvate, conséquence d'un écoulement du carbone mal contrôlé par la cellule. L'analyse cinétique montre que le débordement métabolique est à l'origine , (i) de l'excrétion du pyruvate dans le surnageant de culture; (ii) de l'arrêt de croissance brutal de C. cellulolyticum ; (iii) du basculement des voies de l'acétate et de l'éthanol vers la voie du lactate. D'autre part, la modélisation du réseau métabolique montre l'importance de deux carrefours : le premier se situe au niveau du pyruvate et contrôle le flux des électrons et l'équilibre d'oxydoréduction cellulaire. le deuxième est localisé au niveau du glucose-1-P et du glucose-6-P (connecté par la phosphoglucomutase) et contrôle le flux carboné à l'entrée de la cellule en le réorientant, selon les besoins, vers la glycolyse, vers le glycogène et surtout vers les polysaccharides extracellula ires. Ce contrôle est toutefois rapidement dépassé par un excès de carbone puisqu'il ne permet pas d'éviter le débordement du pyruvate et l'inhibition de croissance associée de C. cellulolyticum.Non disponible / Not availabl