La voie de biosynthèse du GDP-L-colitose. Pour plus de clarté, les groupes modifiés par l'étape enzymatique précédente sont colorés en jaune.
La biosynthèse du colitose commence avec ColE, une mannose-1-phosphate guanylyltransférase qui catalyse l'ajout d'un fragment GMP au mannose, produisant le GDP-mannose. Dans l'étape suivante, ColB, une enzyme déshydrogénase-réductase à chaîne courte dépendante du NADP, catalyse l'oxydation en C-4 et l'élimination du groupe hydroxyle en C-6. Le produit résultant, GDP-4-keto-6-deoxymannose, réagit ensuite avec l'enzyme dépendante du PLP GDP-4-keto-6-deoxymannose-3-dehydratase (ColD), qui élimine l'hydroxyle en C-3 d'une manière similaire à celle de la sérine déshydratase. Dans la dernière étape, le produit de ColD, GDP-4-keto-3,6-didésoxymannose, réagit avec ColC, ce qui réduit la fonctionnalité cétone en C-4 en un alcool et inverse la configuration autour de C-5[6].
Le produit résultant, GDP-L-colitose, est ensuite incorporé dans l'antigène O par des glycosyltransférases et des protéines de traitement de l'antigène O. D'autres réactions joignent l'antigène O au polysaccharide central pour former le lipopolysaccharide complet.
GDP-4-céto-6-désoxymannose-3-déshydratase (ColD)
La ColD est une enzyme dépendante du PLP responsable de l'élimination du groupe hydroxyle C-3' lors de la biosynthèse du GDP-colitose[6]. C'est un produit des gènes Wbdk ou ColD chez Escherichia coli O55 ou Salmonella enterica, respectivement, et est communément appelé ColD[2].
Utilisation en biotechnologie
Bien que le sucre soit relativement rare, des travaux récents sur les glycosyltransférases suggèrent que des sucres obscurs tels que le colitose peuvent être incorporés dans des échafaudages de produits naturels existants, créant ainsi de nouveaux composés potentiellement thérapeutiques[7].
↑ ab et c(en) « Biosynthesis of O-antigens: genes and pathways involved in nucleotide sugar precursor synthesis and O-antigen assembly », Carbohydrate Research, vol. 338, no 23, , p. 2503–19 (PMID14670712, DOI10.1016/j.carres.2003.07.009).
↑(en) « Structure of a colitose-containing O-specific polysaccharide of the marine bacterium Pseudoalteromonas tetraodonis IAM 14160(T) », Carbohydrate Research, vol. 333, no 1, , p. 41–61 (PMID11423109, DOI10.1016/S0008-6215(01)00121-5).
↑(en) « Colitose, 3-desoxy-L-fucose, a new sugar building block with immunospecific functions in the endotoxins, lipopolysaccharides, of some gram-negative bacteria. », Biochemische Zeitschrift, vol. 330, no 3, , p. 193–7 (PMID13546193).
↑(en) « The enzymatic synthesis of guanosine diphosphate colitose by a mutant strain of Escherichia coli », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 48, no 7, , p. 1209–16 (PMID13905784, PMCID220934, DOI10.1073/pnas.48.7.1209).
↑ a et b(en) « Biosynthesis of colitose: expression, purification, and mechanistic characterization of GDP-4-keto-6-deoxy-D-mannose-3-dehydrase (ColD) and GDP-L-colitose synthase (ColC) », Biochemistry, vol. 43, no 51, , p. 16450–60 (PMID15610039, DOI10.1021/bi0483763).
↑(en) « Exploiting the reversibility of natural product glycosyltransferase-catalyzed reactions », Science, vol. 313, no 5791, , p. 1291–4 (PMID16946071, DOI10.1126/science.1130028).
