Preuves de la formation de métabolons entourant le nœud pyruvate chez Priestia megaterium SR7, tolérant au CO2 supercritique

La fixation du carbone et l'efficacité métabolique chez les extrêmophiles offrent des avenues prometteuses pour une bioproduction durable. Priestia megaterium SR7 est un extrêmophile tolérant au CO2 supercritique, dont le métabolisme central du carbone peut être particulièrement bien adapté à une fixation hétérotrophique efficace du CO2. Cependant, l'organisation régulatrice du flux de carbone chez cet organisme reste floue, notamment autour du nœud pyruvate, un carrefour métabolique central qui dirige le carbone vers la génération d'énergie, le réapprovisionnement métabolique et la biosynthèse. Dans ce travail, nous avons proposé et étayé la formation de plusieurs métabolons potentiels, complexes enzymatiques associés qui canalisent les métabolites entre des réactions séquentielles, entourant le nœud pyruvate chez P. megaterium SR7, qui sert de mécanisme régulateur important dans le métabolisme central du carbone en permettant le canalisage des métabolites vers différentes voies. Des expériences de réticulation, accompagnées de protéomique subséquente, ont fourni des preuves in vitro de la formation de métabolons parmi l'enzyme phosphoénolpyruvate carboxylase (PPC), l'enzyme malique dépendante de NAD+ (NDME), la lactate déshydrogénase (LDH) et les interactions protéine-protéine de la pyruvate kinase (PYK). Des simulations in silico des interactions protéine-protéine ont révélé des résidus interactifs possibles entre différentes protéines. De plus, la dilution observée des pools de métabolites à partir des expériences de marquage isotopique en 13C fournit un soutien in vivo à la formation de métabolons. Ces aperçus suggèrent un possible nouveau mécanisme régulateur et ouvrent des avenues supplémentaires pour de futurs efforts d'ingénierie métabolique qui tirent parti de l'organisation des enzymes pour améliorer la bioproduction liée au CO2.