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Du séquençage des gènes de biosynthèse à une structure théorique de l'albicidine, une pathotoxine produite par Xanthomonas albilineans

Royer Monique, Vivien Eric, Pieretti Isabelle, Gabriel Dean W., Rott Philippe. 2004. Du séquençage des gènes de biosynthèse à une structure théorique de l'albicidine, une pathotoxine produite par Xanthomonas albilineans. In : 6ème Rencontres plantes-bactéries, 11-15 janvier 2004, Aussois. s.l. : s.n., p. 55. Rencontres plantes-bactéries. 6, Aussois, France, 11 January 2004/15 January 2004.

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Abstract : L'albicidine est la composante majeure d'un complexe de toxines produit par Xanthomonas albilineans, une bactérie pathogène de la canne à sucre qui provoque une bactériose vasculaire appelée échaudure des feuilles. L'albicidine est impliquée dans le pouvoir pathogène de X. albilineans. En effet, des souches ne produisant plus cette toxine ne provoquent plus de symptômes chez la canne à sucre. De plus, l'expression dans des cannes à sucre transgéniques d'un gène codant pour une enzyme dégradant l'albicidine confère à la plante une résistance à X. albilineans (Birch, 2001. Mol. Plant Pathol. 2:1-11). L'albicidine agit en bloquant la différenciation des chloroplastes par inhibition de la réplication de l'ADN chloroplastique. Elle possède également un pouvoir bactéricide à l'égard d'une large gamme de bactéries pathogènes pour l'homme et les animaux. Par ailleurs, cette pathotoxine n'est produite qu'en très faible quantité par X. albilineans, raison pour laquelle la structure et la composition chimique de la molécule n'ont pas encore été déterminées. Trois groupements de gènes impliqués dans la biosynthèse de l'albicidine ont été identifiés par complémentation de 50 mutants d'insertion Tn5 non producteurs de toxine avec une banque d'ADN génomique de X. albilineans (Rott et al., 1996. J. Bacteriol. 178:4590-4596). Le séquençage de ces trois groupements a permis de mettre en évidence 20 gènes potentiellement impliqués dans la biosynthèse de l'albicidine. La comparaison des séquences de ces gênes avec celles des gènes impliqués dans d'autres systèmes de biosynthèse d'antibiotiques a permis d'attribuer une fonction à chacun d'entre eux. De plus, le site d'insertion du transposon Tn5 d'au moins 39 mutants (78%) non producteurs d'albicidine est localisé dans trois des 20 gènes identifiés. Ces trois gènes codent pour des mégaprotéines appartenant à la famille des PKS ("polyketide synthases") et NRPS ("nonribosomal polypeptide synthetases"). Brièvement, les PKS et les NRPS sont des enzymes modulaires catalysant la biosynthèse de polymères (polycétides et polypeptides, respectivement), chaque module gouvernant l'incorporation d'un monomère (acyl-CoA dans le cas des PKS et acide aminé dans le cas des NRPS). La succession des modules gouverne la séquence cétidique/peptidique. La séquence en acides aminés des modules PKS et NRPS détermine leur spécificité pour un substrat donné. Plus de 160 gènes bactériens codant pour des enzymes NRPS ont été séquencés. Sur la base de ces séquences, deux modèles de prédiction de la spécificité pour un acide aminé donné des modules NRPS bactériens ont été proposés par Challis et al. (2000, Chem. Biol. 7:211-224) et Stachelhaus et al. (1999, Chem. Biol. 6:493-505). L'analyse in silico de la séquence en acides aminés des trois megaprotéines PKS et NRPS impliquées dans la biosynthèse de l'albicidine a permis de proposer un modèle de biosynthèse et une structure théorique du squelette de l'albicidine. Cette stucture est en concordance avec les caractéristiques chimiques de cette pathotoxine décrites par Birch et Patil (1985, J. Gen. Microbiol. 131:1069-1075). (Texte intégral)

Mots-clés Agrovoc : Xanthomonas albilineans, Résistance aux maladies, Pouvoir pathogène, Maladie bactérienne, Toxine bactérienne, Antibiotique, Biosynthèse

Mots-clés complémentaires : Maladie de l'échaudure des feuilles, Albicidine, Sugarcane yellow leaf virus

Classification Agris : H20 - Plant diseases

Auteurs et affiliations

  • Royer Monique, CIRAD-AMIS-PROTECTION DES CULTURES (FRA)
  • Vivien Eric, CIRAD-AMIS-PROTECTION DES CULTURES (FRA)
  • Pieretti Isabelle, CIRAD-AMIS-PROTECTION DES CULTURES (FRA)
  • Gabriel Dean W., University of Florida (USA)
  • Rott Philippe, CIRAD-CA-Canne à sucre (FRA) ORCID: 0000-0001-6085-6159

Autres liens de la publication

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/519746/)

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