Abstract: Dans leur environnement naturel, les cyanobactéries ont à faire face, non seulement aux fluctuations d'aliments nutritifs mais aussi à l'alternance journalière de lumière et d'obscurité. Leur capacité d'adaptation à de telles variations implique un degré de flexibilité métabolique considérable. L'adaptabilité des cyanobactéries en ce qui concerne leur métabolisme carboné est particulièrement intéressant. La photoautotrophie en tant que métabolisme fondamental des cyanobactéries a fait l'objet de nombreuses études. Les différents marquages de métabolites dérivant de l'assimilation de 14CO2 dans diverses conditions ont été établis et interprétés en termes de réactions de carboxylation spécifiques. Chez la plupart des cyanobactéries, la D-ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase, l'enzyme-clé intervenant dans la fixation de CO2, est très semblable dans ses propriétés moléculaires à celle des plantes et des algues eucaryotes, bien que quelques exceptions aient été relevées. Le métabolisme photosynthétique des cyanobactéries dépend de la capture de l'énergie lumineuse par un système complexe de pigments, parmi lesquels les phycobiliprotéines et la chlorophylle a jouent un rôle majeur. Les études récentes concernant les premières étapes de biosynthèse des noyaux tétrapyrroliques ont établi que l'acide δ-amino-lévulinique, premier intermédiaire spécifique de leur biosynthèse, est formé par la voie en C5, c'est-à-dire à partir de l'acide glutamique; cette voie de biosynthèse est caractéristique des plantes et des algues supérieures chez lesquelles elle est probablement compartimentalisée dans les chloroplastes. Le métabolisme photoautotrophe des cyanobactéries fournit non seulement les biopolymères cellulaires mais également des matériaux de réserve nécessaires à la survie des cellules dans des conditions peu favorables. Parmi ceux-ci, le plus important, dans le contexte du métabolisme carboné, est un polyoside contenant du D-glucose qui est utilisé quand les cellules se trouvent à l'obscurité. La synthèse et la dégradation du polyoside se produisent d'une façon cyclique lorsque les organismes sont maintenus sous un régime alternatif de lumière et d'obscurité. Dans des conditions aérobies, le catabolisme des polyosides endogènes se fait par le cycle oxydatif des pentoses phosphates. Le couplage avec une chaîne respiratoire de transporteurs d'électrons sert à maintenir le niveau cellulaire d'ATP. Certaines espèces de cyanobactéries catabolisent les hydrates de carbone en absence d'oxygène par un processus essentiellement respiratoire utilisant le soufre comme accepteur terminal des électrons, ou par fermentation avec production de lactate. La quantité relativement faible de réserves polyosidiques qui est vitale pour maintenir la viabilité des cyanobactéries dans des conditions de non-croissance est de peu d'importance pour la croissance à l'obscurité; cette croissance à l'obscurité dépendra de l'exploitation de substrats exogènes. Cela est également vrai lorsque le métabolisme photoautotrophe ne procure que les besoins de maintenance de l'organisme. Les hydrates de carbone sont les seuls substrats organiques compatibles avec le métabolisme intermédiaire des cyanobactéries. A peu près la moitié des souches en culture à l'heure actuelle sont capables d'utiliser certains de ces composés comme source de carbone pour la croissance. L'utilisation de ces composés hydrophiles nécessite la possession de systèmes spécifiques pour leur pénétration dans les cellules. Trois cyanobactéries capables de pousser aux dépens du D-glucose possèdent un système de transport actif spécifique pour ce substrat et certains de ses analogues; leur pénétration dans les cellules fonctionne grâce à un gradient électrochimique de protons à travers la membrane cellulaire. Les caractéristiques de ce processus ont procuré des renseignements indirects sur les relations spatiales entre les transporteurs d'électrons actifs dans la respiration d'une part et la photosynthèse d'autre part. Alors qu'un grand nombre de souches sont hétérotrophes à des degrés divers, il n'existe, jusqu'à présent, aucune corrélation entre la capacité d'utiliser les sucres pour une espèce donnée et la présence de ces sucres dans le milieu naturel d'où cette souche a été isolée. Bien que les paramètres du système de transport du D-glucose aient été déterminés pour un certain nombre d'espèces, le bénéfice que la possession de tels mécanismes peut conférer dans les conditions compétitives de l'environnement naturel n'est pas encore défini.
Publication Year: 1983
Publication Date: 1983-07-01
Language: fr
Type: review
Indexed In: ['crossref', 'pubmed']
Access and Citation
Cited By Count: 240
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