Site créé le 24 octobre 2004 | Modifié le 11 janvier 2006 |
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Titres et travaux scientifiques
de
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.
Mots clefs : acide / action / adaptation / anaérobie / bactérie / biologique /
cellule / citrate / coli / condition / constitution / croissance / culture / dégradation / enzymatique /
enzyme / escherichia / étude / fonctionnement / formation / mécanisme / métabolisme / microorganisme /
milieu / oxygène / perméabilité / phosphorylase / phosphorylation / polymère / polynucléotide /
réaction / recherche / ribonucléique / rôle / synthèse / grunberg
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