1. Métabolisme primaire :Les bactéries utilisent des voies métaboliques primaires pour leur croissance et leur production d’énergie. Ces voies impliquent la synthèse de composants cellulaires essentiels, tels que les acides aminés, les nucléotides et les lipides. Au cours du métabolisme primaire, les bactéries peuvent produire des métabolites secondaires comme sous-produits ou intermédiaires.
2. Métabolisme secondaire :Le métabolisme secondaire fait référence à la production de métabolites spécialisés qui ne sont pas directement impliqués dans la croissance ou la reproduction primaire des bactéries. Ces métabolites secondaires jouent souvent des rôles écologiques importants, tels que la défense contre les prédateurs ou les concurrents, la communication et la signalisation. Le métabolisme secondaire est généralement régulé par des gènes et des enzymes spécifiques distincts de ceux impliqués dans le métabolisme primaire.
3. Synthases polycétides (PKS) et synthétases peptidiques non ribosomales (NRPS) :Les PKS et les NRPS sont de grands complexes enzymatiques impliqués dans la biosynthèse de nombreux produits naturels bactériens. Les PKS utilisent l'acétyl-CoA et d'autres précurseurs pour assembler des squelettes polycétides complexes, tandis que les NRPS utilisent des acides aminés pour construire des chaînes peptidiques. Ces systèmes enzymatiques peuvent incorporer diverses modifications et cyclisations pour générer une gamme diversifiée de produits naturels.
4. Terpène synthases :Les terpènes synthases sont des enzymes responsables de la synthèse des terpènes, une large classe de produits naturels dérivés de précurseurs isoprénoïdes. Les terpènes se trouvent couramment dans les huiles essentielles et les résines végétales, mais ils peuvent également être produits par des bactéries. Les terpènes synthases catalysent la cyclisation et le réarrangement des substrats isoprénoïdes pour former diverses structures terpéniques.
5. Voies de biosynthèse hybrides :De nombreux produits naturels bactériens sont produits par des voies de biosynthèse hybrides qui impliquent plusieurs systèmes enzymatiques. Par exemple, certains produits naturels peuvent combiner des composants polycétides et peptidiques, nécessitant à la fois du PKS et du NRPS pour leur biosynthèse. Ces voies hybrides conduisent souvent à la production de produits naturels complexes et structurellement divers.
6. Régulation et expression :La biosynthèse des produits naturels bactériens est étroitement régulée par divers mécanismes, notamment le contrôle de l’expression des gènes, la canalisation métabolique et la rétro-inhibition. Les facteurs environnementaux, tels que la disponibilité des nutriments, les conditions de stress et les interactions avec d'autres organismes, peuvent également influencer la production de produits naturels.
En utilisant ces mécanismes de biosynthèse et ces stratégies de régulation, les bactéries peuvent synthétiser une vaste gamme de produits naturels dotés de structures et d’activités biologiques diverses. Ces produits naturels jouent un rôle crucial dans la survie, l’adaptation et les interactions écologiques des bactéries. Ils présentent également un grand intérêt pour les chercheurs et les industries en raison de leurs applications potentielles en médecine, en agriculture, en biotechnologie et dans d’autres domaines.
