Mise au point

Biochemical research elucidating metabolic pathways in Pneumocystis^*

Recherches biochimiques élucidant diverses voies métaboliques chez Pneumocystis

Department of Biological Sciences, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio, USA

^** Telephone: +1-513-556-9712; Fax: +1-513-556-5280; Edna.Kaneshiro@uc.edu

Received: 12 February 2010
Accepted: 13 July 2010

Abstract

Advances in sequencing the Pneumocystis carinii genome have helped identify potential metabolic pathways operative in the organism. Also, data from characterizing the biochemical and physiological nature of these organisms now allow elucidation of metabolic pathways as well as pose new challenges and questions that require additional experiments. These experiments are being performed despite the difficulty in doing experiments directly on this pathogen that has yet to be subcultured indefinitely and produce mass numbers of cells in vitro. This article reviews biochemical approaches that have provided insights into several Pneumocystis metabolic pathways. It focuses on 1) S-adenosyl-L-methionine (AdoMet; SAM), which is a ubiquitous participant in numerous cellular reactions; 2) sterols: focusing on oxidosqualene cyclase that forms lanosterol in P. carinii; SAM:sterol C-24 methyltransferase that adds methyl groups at the C-24 position of the sterol side chain; and sterol 14α-demethylase that removes a methyl group at the C-14 position of the sterol nucleus; and 3) synthesis of ubiquinone homologs, which play a pivotal role in mitochondrial inner membrane and other cellular membrane electron transport.

Résumé

Les avancées dans le séquençage du génome de Pneumocystis carinii ont permis d’identifier des voies métaboliques potentiellement opérationnelles chez ce microorganisme. Ainsi, les données apportées sur sa nature biochimique et physiologique permettent aujourd’hui d’élucider des voies métaboliques et ouvrent sur de nouveaux défis et questions qui appellent de nouvelles expériences. Ces expériences sont réalisées malgré la difficulté de les faire directement sur ce pathogène qui doit être cultivé indéfiniment pour produire un nombre important de cellules in vitro. Cet article passe en revue des approches biochimiques qui ont éclairé plusieurs pistes métaboliques chez le Pneumocystis. Il se focalise sur : 1) la S-adénosyl-L-méthionine (AdoMet; SAM), qui est un participant omniprésent dans les nombreuses réactions cellulaires; 2) les stérols : l’oxidosqualène cyclase qui forme le lanostérol chez P. carinii; la SAM:stérol C-24 méthyltransférase qui ajoute des groupes méthyle à la position C-24 de la chaîne latérale du stérol; la stérol 14α-déméthylase qui enlève un groupe méthyle à la position C-14 du noyau stérol; et 3) la synthèse d’ubiquinones homologues qui ont un rôle majeur au niveau de la membrane mitochondriale interne et d’autres transports électroniques cellulaires de membrane.