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La voie de dégradation de la trigonelline totalement élucidée


Les chercheurs de l’UMR Génomique Métabolique du Genoscope ont récemment élucidé la voie de dégradation de la trigonelline, une molécule naturelle présente dans les végétaux qui permet  de résister au stress hydrique (rôle osmoprotecteur). Ce résultat, publié dans PNAS, a permis de révéler des enzymes et des métabolites inédits.

Publié le 31 août 2018

​La trigonelline (ou N-méthylnicotinate, ou N-methylnicotinate-3-carboxylate) a largement attiré l’attention cette dernière décade pour son potentiel pharmacologique. Les microbiologistes connaissaient néanmoins son rôle de nutriment pour les bactéries depuis bien plus longtemps. Pourtant, aucune indication sur sa voie de dégradation n’était disponible dans les bases de données métaboliques ou  la littérature scientifique.  

Les chercheurs de l’UMR Génomique Métabolique du Genoscope ont utilisé le modèle bactérien Acinetobacter baylyi ADP1, dont le génome est séquencé, et leur banque complète de souches mutantes de cette espèce, pour identifier des gènes impliqués dans la dégradation de la trigonelline
Après avoir produit les enzymes de la voie sous forme recombinante, les chercheurs ont pu reconstituer in vitro la voie métabolique de dégradation par une approche métabolomique sans a priori et caractériser chacune des enzymes impliquées ainsi que les molécules produites. Deux d’entre elles totalement inconnues jusqu’alors ont été identifiées comme les premiers intermédiaires de la voie, qui conduit au final à la formation de succinate et de méthylamine. Ainsi, alors que les chercheurs ne disposaient d’aucune indication préalable, ils ont pu établir l’ordre, la nature des réactions ainsi que les métabolites intermédiaires de la voie de dégradation de la trigonelline.
Contrairement à ce que laissait supposer la parenté structurale de la trigonelline avec l’acide nicotinique, sa dégradation ne converge pas vers ce composé mais révèle l’utilisation par les bactéries d’un autre mode de clivage du cycle pyridinique. 
Les gènes de cette voie de dégradation ont été identifiés dans les génomes de nombreuses espèces bactériennes marines. Les chercheurs envisagent désormais d’utiliser les données génomiques et transcriptomiques du projet Tara Océans pour déterminer leur abondance, leur distribution ainsi que les différentes espèces bactériennes concernées. Objectif : évaluer la contribution de la trigonelline dans le recyclage géochimique du carbone et de l’azote.


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