Polyphosphate inorganique : essentiel pour la croissance et la survie

Le polyphosphate inorganique (Poly P) est un polymère composé de dizaines à des centaines de résidus de phosphate liés par des liaisons phosphoanhydrides "à haute énergie" comme dans l'ATP. Trouvé en abondance dans toutes les cellules de la nature, il est unique dans son rôle probable dans l'origine et la survie des espèces. Ici, nous présentons des preuves extensives que les propriétés remarquables de Poly P en tant que polyanion l'ont rendu adapté à un rôle crucial dans l'émergence des cellules sur terre. Au-delà de cela, Poly P a prouvé de diverses manières qu'il est essentiel pour la croissance des cellules, leurs réponses aux stress et aux contraintes, et la virulence des pathogènes. Dans cette revue, nous accordons une attention particulière à l'enzyme, la polyphosphate kinase 1 (kinase Poly P 1 ou PPK1), responsable de la synthèse de Poly P et hautement conservée dans de nombreuses espèces bactériennes, y compris 20 ou plus des principaux pathogènes. Les mutants dépourvus de PPK1 sont défectueux en motilité, en détection de quorum, en formation de biofilm et en virulence. Des études structurales sont citées qui révèlent le site de liaison de l'ATP conservé de PPK1 à la résolution atomique et montrent que le site peut être bloqué avec de très faibles concentrations d'inhibiteurs conçus. Une autre enzyme largement conservée est PPK2, qui présente des propriétés cinétiques distinctives et est également impliquée dans la virulence de certains pathogènes. Ainsi, ces enzymes, absentes chez les levures et les animaux, sont de nouvelles cibles attrayantes pour le traitement de nombreuses maladies microbiennes. Une autre enzyme présentée dans cette revue est celle découverte dans Dictyostelium discoideum qui devient une fibre semblable à l'actine au fur et à mesure de la synthèse, étape par étape, d'une chaîne de Poly P formée à partir de l'ATP. Le complexe fibre d'actine Poly P, localisé dans la cellule, s'allonge et se rétracte en réponse à des signaux métaboliques. Des homologues de DdPPK2 se retrouvent dans des protozoaires pathogènes et dans l'algue Chlamydomonas. Au-delà de la pertinence immédiate de Poly P en tant que cible pour les médicaments anti-infectieux, une grande variété d'opérations cellulaires qui dépendent de Poly P sera considérée.