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Réseaux géniques et métaboliques :
vers des modèles intégrés
Réunion du groupe de travail
« Analyse dynamique de réseaux de régulation biologiques »
Grenoble, 6-7 mai 2004
La chaîne de biosynthèse de la thréonine et
sa régulation chez Escherichia coli

Les acides aminés : des briques de base
pour la synthèse des protéines
Les protéines sont des chaînes d’acides aminés
Tous les organismes vivants utilisent le même jeu de 20 acides aminés pour
synthétiser leurs protéines
Les protéines diffèrent par le nombre d’acides aminés qu’elles renferment et
l’ordre dans lequel ceux-ci sont assemblés
Et la thréonine dans tout ça ?
Pour l’homme, c’est un acide aminé essentiel (nous ne sommes pas capables
de le synthétiser, nous le puisons dans notre alimentation)
Les bactéries sont capables de synthétiser cet acide aminé
régulation de la synthèse de la thréonine en
fonction des besoins des cellules en protéines

La biosynthèse de la thréonine et sa régulation
(principaux éléments)
asp
asp-P
asa
hs
hs-P
thr
ATP
ADP
NADPH
NADP+ P
NADPH
NADP
ATP
ADP
AKIII
AKI/HDHI
ASD
AKI/HDHI
HK
TS
lys Inhibition coopérative
non compétitive
Inhibition coopérative
compétitive
Inhibition coopérative
non compétitive
Inhibition compétitive
H2O
P
CCH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
O
-Oaspartate
CCH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
O
Oaspartyl-phosphate
P_
CCH2CH COO-
___
_
NH3+
O
H
aspartate semi-aldéhyde
CH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
homosérine
CH2
_
OH
CH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
homosérine phosphate
CH2
O_
_
P
CH CH COO-
_ _ _
_
NH3+
thréonine
CH3
_
OH
thr
AKI
asp
Inhibition compétitive
Km ↑
thr
HDHI
Inhibition non compétitive
hs
kcat ↓
asa

La biosynthèse de la thréonine et sa régulation
(principaux éléments)
asp
asp-P
asa
hs
hs-P
thr
ATP
ADP
NADPH
NADP+ P
NADPH
NADP
ATP
ADP
AKIII
AKI/HDHI
ASD
AKI/HDHI
HK
TS
lys Inhibition coopérative
non compétitive
Inhibition coopérative
compétitive
Inhibition coopérative
non compétitive
Inhibition compétitive
H2O
P
CCH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
O
-Oaspartate
CCH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
O
Oaspartyl-phosphate
P_
CCH2CH COO-
___
_
NH3+
O
H
aspartate semi-aldéhyde
CH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
homosérine
CH2
_
OH
CH2CH COO-
_ _ _
_
NH3+
homosérine phosphate
CH2
O_
_
P
CH CH COO-
_ _ _
_
NH3+
thréonine
CH3
_
OH
lysC P
asd P
thrL
(thrO) P
thrAthrBthrC
ARNtthr
P

La biosynthèse de la thréonine et sa régulation
(principaux éléments)
Atténuation de la transcription
ARNtThr
Cas d’un excès de thréonine :
Thr
thrL
(thrO)
thrABC
sens de la transcription / traduction
ThrL
(ThrO)
ARN polymérase
Traduction
normale
Arrêt de la transcription
Formation d’une structure secondaire
(le terminateur) dans l’ARNm
Transcription de l’opéron
Formation d’une structure secondaire
(l’anti-terminateur) dans l’ARNm
Cas d’un manque de thréonine :
thrL
(thrO)
thrABC
Fragment
de ThrL
(ThrO)
ARN polymérase
Ribosome
bloqué sur un
codon Thr
ARNtThr
sens de la transcription / traduction