Grunberg : titres et travaux
Site créé le 24 octobre 2004 Modifié le 11 janvier 2006
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Titres et travaux scientifiques

 

de

 

Marianne Grunberg-Manago

 

 

ORIENTATION ET RESULTATS PRINCIPAUX.

 

Mes travaux ont porté sur des êtres unicellulaires (bactéries aérobies ou anaérobies et levures).

 

La plasticité remarquable des bactéries, leur faculté d'adaptation au milieu, en font un matériel de choix pour l'étude des mécanismes biologiques fondamentaux. La variété et l'intensité de leurs activités enzymatiques, la possibilité d'obtenir dans des conditions bien standardisées des grandes quantités de microorganismes est à l'origine de l'extraordinaire essor des recherches sur le métabolisme.

 

Les connaissances ainsi acquises ont été souvent largement étendues à des organismes plus complexes apportant une contribution essentielle à l'analyse de leur fonctionnement.

 

Mes recherches ont porté sur l'étude des réactions génératrices d'énergie en connection avec la synthèse de la matière vivante. Je grouperai ces recherches en 3 chapitres : métabolisme de Escherichia Coli, action de l'oxygène sur les anaérobies stricts, et phosphorylations.

 

Je me suis attachée à la détermination des mécanismes enzymatiques mis en jeu dans le métabolisme bactérien.

 

A cet effet, j'ai étudié le fonctionnement des systèmes enzymatiques isolés en purifiant au maximum les différents enzymes impliqués. C'est ainsi que j'ai pu démontrer qu'il existe dans E. Coli deux voies de dégradation du citrate, l'une oxidative par le cycle tricarboxylique, l'autre fonctionnant en anaérobiose et clivant le citrate en oxaloacétate et acétate.

 

Cette seconde voie de dégradation du citrate, inconnue jusqu'alors est catalysée par un enzyme que j'ai appelé "citritase". Elle joue un rôle important dans le métabolisme de E. Coli.

 

Or l'étude simple des produits accumulés (pyruvate, acétate, anhydride carbonique) lors de la dégradation du citrate par un extrait brut, ne donnait aucun renseignement sur les mécanismes d'utilisation de ce substrat.

 

Quant aux suspensions de bactéries entières, elles ne métabolisent pas le citrate, les cellules n'étant pas perméables à ce substrat. Des découvertes récentes ont renouvelé les conceptions sur le problème de la perméabilité en faisant apparaître que dans de nombreux cas, la pénétration de substrat à l'intérieur de la cellule est liée à l'existence de réactions enzymatiques ayant leur siège dans ou au voisinage de la membrane cellulaire.

 

C'est ainsi que Davies et Kallio expliquent la pénétration du citrate chez A. Aerogenes et P. Fluorescens.

 

La déficience en cet enzyme pourrait ainsi rendre compte de l'incapacité des cellules intactes de E. Coli à métaboliser le citrate.

 

Mais la seule mise en évidence des différents enzymes ne permettent pas d'affirmer que ceux-ci interviennent dans la cellule intacte. Aussi, je me suis attachée à ne pas limiter mes recherches à l'isolement des systèmes à l'état pur, les résultats obtenus ont été examinés en liaison avec le fonctionnement enzymatique de la cellule intacte.

 

Certains problèmes ne peuvent être étudiés qu'en utilisant des microorganismes entiers à l'état non proliférant ou en voie de croissance. C'est notamment le cas de la mutation, de 1'adaptation et de la perméabilité à laquelle j'ai fait allusion précédemment.

 

La production de mutants biochimiques s'avère une technique précieuse pour établir les chaînes de réactions conduisant à la biosynthèse ou à la dégradation d'un métabolite essentiel. C'est ainsi< que les mécanismes de synthèse du tryptophane, de la méthionine et des acides aminés aromatiques ont pu être découverts.

 

J'ai appliqué cette méthode à l'étude du mécanisme de l'action d'un inhibiteur de l'assimilation et de la croissance "l'azoture de sodium".

 

La faculté d'adaptation des bactéries aux changements de conditions de croissance offre une voie d'accès à l'étude des mécanismes de formation des enzymes.

 

J'ai étudié l'influence de l'aérobiose et de l'anaérobiose sur le système enzymatique de E. Coli et montré que l'aérobiose est nécessaire pour la synthèse de l'enzyme de "condensation" (qui assure la formation du citrate à partir de 1'oxaloacétate et acétyl COA) et qu'elle favorise celle de la succino-déshydrogénase.

 

Au contraire 1'anaérobiose stimule la synthèse de la citritase, cette synthèse exigeant en outre la présence de citrate dans le milieu de culture. Ce substrat n'est pas indispensable pour la synthèse des enzymes du cycle tricarboxylique.

 

La composition du milieu de culture apparaît donc comme une facteur important pour la croissance et la formation des enzymes.

 

Le rôle du milieu ne se limite d'ailleurs pas à ces considérations. Les données actuelles indiquent que les réactions enzymatiques dépendent dans une large mesure de la valeur du potentiel d'oxydo-réduction. J'ai recherché s'il existait un potentiel limite compatible avec la croissance des microorganismes particulièrement en examinant si le niveau du potentiel d’oxydo-réduction du milieu extérieur pouvait rendre compte de l’action léthale de l’oxygène sur les anaérobies stricts. J’ai montré qu’il n’en est rien, et j’ai pu d’après mes résultatsrendre compte du mode d’action de l’oxygène sur ces bactéries et noter le rôle important de l’hydrogène pour la croissance des clostridies.

 

Au cours de mes recherches sur les mécanismes de phosphorylation, j’ai découvert un nouvel enzyme appelé polynucléotide phosphorylase qui s’est révélé d’une très grande importance non seulement en biochimie, mais en biologie et en physicochimie.

 

Cet enzyme catalyse la synthès de polynucléotides à partir des nucléotides diphosphates avec une libération de phosphore. La réaction est réversible.

 

La dégradation chimique et enzymatique des polynucléotides biosynthétiques prouve qu’ils sont formés d’unités de monoculéotides 5’ unies les unes aux autres par des liens 3’ phosphoriboses comme dans l’acide nucléique.

 

Les données actuelles sur la structure, le poids moléculaire, le diagramme de rayons X et l’action de différents enzymes, indiquent que les polymères biosynthétiques ont une constitution voisine de celle de l’acide ribonucléique.

 

Le polymère contenant les 4 résidus : adénylic, guanilic, uridylic et cytidilic semble différenciable de l’acide ribonucléique naturel. A l’heure actuelle, on ne saurait encore décidé si la réaction catalysée par la polynucléotide phosphorylase représente un mécanisme biologique général pour la synthèse de l’acide ribonucléique, mais cette éventualité apparaît vraisemblable.

 

L’enzyme pouvant catalyse la synthèse de chaînes polynucléotidiques contenant un, deux ou plusieurs nucléotides différents, il est ainsi possible d’obtenir enzymatiquement de nombreux polymères naturels ou entièrement nouveaux.

 

L’enzyme « polynucléotide phosphorylase » se montre très utile pour l’étude de la constitution chimique et des propriétés physicochimiques des acides nucléiques. L’utilisation des propriétés polymérisantes de cet enzyme a permis de préciser certains problèmes biologiques, entre autres le mode d’action des nucléases et leurs relations de spécificité.





 

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