introduction

METABOLISME BACTERIEN DANS L’ISOLEMENT ET L’IDENTIFICATION 1
INTRODUCTION
Le métabolisme bactérien est l’ensemble des réactions biochimiques et
physiologiques se déroulant au sein de la bactérie. Il est divisé en deux voies :
• celle impliquée dans la dégradation de substrats avec production
d’énergie
• celle impliquée dans la synthèse de nouvelles molécules nécessaires à la
construction de structure bactérienne avec consommation d’énergie
provenant des réactions de dégradation.
L’ensemble de ces réactions est sous le contrôle de catalyseurs biologiques
appelés enzymes.
De l’étude du métabolisme découlent plusieurs applications :
• l’isolement qui peut être défini comme l’ensemencement effectué dans un
but de séparation, de façon à obtenir à partir des colonies nettement
séparées. L’isolement permet d’obtenir des cultures pures indispensables
à toute étude et à toute identification.
• la mise en évidence des besoins nutritifs des bactéries et des voies du
métabolisme qui permettent l’identification conventionnelle des bactéries
(la dégradation du substrat, la synthèse d’un produit final ou
l’intermédiaire du métabolisme)
Le but de notre étude est de comparer différents milieux afin de dire quel est
celui le plus approprié pour l’isolement d’Haemophilus influenzae, de
Streptococcus pneumoniae et de Moraxella catarrhalis et de donner les
différents tests nécessaires pour l’identification de ces bactéries.

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I METABOLISME BACTERIEN [7]
Les bactéries ont en général pour source d’énergie des composés organiques
suffisamment réduits pour donner des électrons, qui sont transportés jusqu’à
différents accepteurs :
- oxygène : les électrons sont transportés sur la chaîne des cytochromes jusqu’à
l’oxygène moléculaire (respiration aérobie) ;
- un substrat inorganique oxygéné comme les nitrates (respiration nitrate), les
sulfates (respiration sulfate) , les carbonates ( cytochrome dépendante) ;
- un substrat organique oxygéné ou la chaîne des cytochromes n’intervient pas
(fermentation).
La plupart des voies métaboliques produisant de l’énergie par oxydation d’un
substrat organique aboutit au pyruvate ou à l’un de ses précurseurs ou dérivés. Il
s’agit donc d’une plaque tournante du métabolisme bactérien. Le glucose peut
être considéré comme le substrat énergétique type. L’oxydation du glucose peut
être réalisée par trois voies différentes qui peuvent fonctionner en parallèle : ce
sont les voies de la glycolyse, le shunt des pentoses phosphates et la voie
d’Entner Doudoroff qui est spécifique au monde microbien.
I-1 Voie d’Embden –Meyerhoff [43]
Il s’agit de la principale voie de dégradation des glucides. La glycolyse est
l’ensemble des réactions qui oxydent le glucose en pyruvate. Cette chaîne de
réactions a lieu dans le cytosol au niveau des formations membranaires et peut
être réalisée en milieu aérobie et anaérobie.
La glycolyse se divise en deux phases :

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- la phase préparatoire où le glucose est transformé en glycéaldehyde
3 P avec consommation d’énergie (phase d’activation)
- la phase de remboursement qui est une oxydoréduction couplée à la
formation d’ATP et de pyruvate.
NB La formule du glucose
6 CH
2
OH
5 O
4 OH . 1
OH. 3 2 OH
OH
I-1-1 Les différentes étapes de la glycolyse (voir figure I)
• Phosphorylation du glucose en glucose 6 P
Cette réaction est catalysée par l’hexokinase ou le glucokinase. Elle est
irréversible et exergonique.
L’hexokinase est présente dans de nombreux tissus et n’est pas spécifique au
glucose en ce sens qu’elle peut être utilisée pour phosphoryler d’autres oses
(mannose, fructose…).
• Isomérisation du glucose 6 P en fructose 6 P par la
phosphoglucose isomérase
Le Glucose 6 P est un carrefour métabolique, le carbone 2 est le seul à avoir un
OH en position axiale ce qui facilite son oxydation. La réaction se fait sans
changement important d’énergie interne. Elle est donc réversible.
• Phosphorylation du fructose 6 P

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La phosphofructokinase catalyse la phosphorylation du fructose 6 P sur son
carbone 1. L’ATP en présence de magnésium est le coenzyme donneur
d’énergie et de phosphate. La réaction est exergonique et irréversible. On obtient
le fructose -1,6-diphosphate
La PFK est l’enzyme la plus lente de la glycolyse. Elle catalyse l’étape
d’engagement des glucides dans le métabolisme énergétique.
Elle est donc l’enzyme clé qui limite la vitesse de l’ensemble.
• Scission du fructose di P en trioses phosphate
L’aldolase, présente dans toutes les cellules, catalyse la scission du fructose 1,6
di P en trioses P.
Les carbones 4, 5 et 6 du fructose 1,6 di P ont donné le phosphoglycéraldéhyde.
Les carbones 1, 2 et 3 donnent la P di OH acétone.
• Isomérisation des trioses phosphates
Les deux trioses phosphates sont des isomères. La transformation du cétose en
aldose est faite par le triose phosphate isomérase qui, comme le phosphohexose
isomérase, catalyse une oxydoréduction interne entre les carbones 1 et 2.
Dans la suite de la glycolyse, seul le phosphoglycéraldéhyde va être utilisé : il y
a conversion de la phospho di OH acétone en 3 P glycéraldéhyde.
• Oxydation phosphorylante du 3 P glycéraldéhyde en 3 P
glycérate

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La phosphoglycéraldéhyde déshydrogénase catalyse l’oxydation du 3 P
glycéraldéhyde. Son coenzyme libre est le NAD oxydé et son substrat est le 3 P
glycéraldéhyde.
En effet, l’enzyme s’attache au substrat par une liaison aldéhyde thiol qui se
trouve déshydrogénée en liaison acyl thiol riche en énergie. L’acide
phosphorique libre intervient alors pour phosphoryler cette liaison et former
l’acide diphosphorique 1, 3 glycérique. Cet acide possède un radical
phosphorique lié par une liaison riche en énergie : il peut être transféré par une
molécule d’ADP pour former une molécule d’ATP grâce à la 3 P glycérate
kinase et ce qui aboutit à l’acide 3 P glycérique.
• Isomérisation du 3 P glycérate
La phosphoglycérate mutase transforme le 3 P glycérate en 2 P glycérate. Elle a
pour coenzyme le magnésium.
Le mécanisme est de type ping-pong : l’enzyme phosphorylée au départ
transfère son phosphate sur le 3 P glycérate qui devient 1, 3 DPG et reste lié à
l’enzyme.
Dans un 2
ème
temps l’enzyme déphosphorylée réagit avec le 1- 3 di P G pour
récupérer son phosphate et libérer le 2 P glycérate. La réaction est presque iso
énergétique et donc réversible.
• Déshydratation du 2 P glycérate en prosphoénol pyruvate
Cette réaction est catalysée par l’énolase qui utilise comme coenzyme le
magnésium. Elle est inhibée par les ions fluorures. La réaction est réversible.
• Formation du pyruvate