Product diversity and regulation of type II fatty acid synthases

Fatty acid biosynthesis is catalyzed in most bacteria by a group of highly conserved proteins known as the type II fatty acid synthase (FAS II) system. FAS II has been extensively studied in the Escherichia coli model system, and the recent explosion of bioinformatic information has accelerated the investigation of the pathway in other organisms, mostly important human pathogens. All FAS II systems possess a basic set of enzymes for the initiation and elongation of acyl chains. This review focuses on the variations on this basic theme that give rise to the diversity of products produced by the pathway. These include multiple mechanisms to generate unsaturated fatty acids and the accessory components required for branched-chain fatty acid synthesis in Gram-positive bacteria. Most of the known mechanisms that regulate product distribution of the pathway arise from the fundamental biochemical properties of the expressed enzymes. However, newly identified transcriptional factors in bacterial fatty acid biosynthetic pathways are a fertile field for new investigation into the genetic control of the FAS II system. Much more work is needed to define the role of these factors and the mechanisms that regulate their DNA binding capability, but there appear to be fundamental differences in how the expression of the pathway genes is controlled in Gram-negative and in Gram-positive bacteria.Key words: fatty acid synthase, bacteria.

Chez la plupart des bactéries, la synthèse des acides gras est catalysée par un groupe de protéines très conservées, le système de l'acide gras synthase de type II (FAS II). Le système de la FAS II a été étudié en profondeur chez la bactérie modèle Escherichia coli et la récente explosion d'informations bioinformatiques a accéléré l'étude de cette voie chez d'autres organismes, surtout chez des agents pathogènes humains importants. Tous les systèmes de la FAS II ont un groupe basal d'enzymes pour l'initiation et l'élongation des chaînes acyles. Cette revue porte principalement sur les variations de ce thème basal qui engendrent la diversité des produits de cette voie. Celles-ci incluent de nombreux mécanismes pour produire des acides gras insaturés et les constituants accessoires requis pour la synthèse des acides gras à chaîne ramifiée chez les bactéries à Gram positif. La plupart des mécanismes connus réglant la distribution des produits de cette voie sont issus des propriétés biochimiques fondamentales des enzymes exprimées. Cependant, des facteurs de transcription récemment identifiés dans les voies de synthèse des acides gras chez les bactéries constituent un champ fertile pour une nouvelle étude de la régulation génétique du système de la FAS II. Beaucoup plus de travaux sont nécessaires pour élucider le rôle de ces facteurs et les mécanismes réglant leur capacité de se lier à l'ADN, mais il semble qu'il existe des différences fondamentales dans les mécanismes de régulation de l'expression des gènes de cette voie chez les bactéries à Gram négatif et chez les bactéries à Gram positif.Mots clés : acide gras synthase, bactéries.[Traduit par la Rédaction]