Microorganismes et fermentations


Définition(s)


Le terme de fermentation est un vieux terme aux contours qui demeurent malheureusement flous et non figés, même dans son seul emploi scientifique. Le terme fermenter provient du verbe latin fervere qui signifie chauffer, bouillir au sens propre de ces 2 verbes mais qui signifie aussi aussi être en grande activité. Ainsi, en français, on peut dire que la pâte à pain fermente, mais on peut aussi dire que des idées fermentent dans un cerveau.


Le mot fermentation, au sens métabolique du terme, qualifie "en vrac" les types métaboliques énergétiques chimiotrophes qui ne sont pas des respirations.

Donc, si sait définir le terme de respiration, par convention tout métabolisme énergétique chimiotrophe qui ne sera pas qualifié de respirartion sera une fermentation.

La définition proposée ci-dessus paraîtra bien négative, mais c'est ainsi. Et elle a l'immense avantage d'être cohérente et logique.

Pour positiver, disons que les fermentations se caractérisent par l'absence d'intervention de chaîne respiratoire (une chaîne respiratoire comprend des complexes protéiques membranaires qui contiennent des protéines de nature cytochromique) dans le processus énergétique conduisant à la régénération de l'ATP (à partir d'ADP) et par le fait que très souvent (pas toujours), le seul mode de régénération de l'ATP est la phosphorylation au niveau du substrat.

Et pour essayer d'être vraiment clair, essayons de cerner le terme de respiration. Le terme respiration est utilisé pour qualifier le métabolisme énergétique des organismes vivants chimiotrophes qui régénèrent l'ATP à partir de l'ADP plus phosphate en utilisant un processus redox conduisant à la création d'un gradient protonmoteur transmembranaire faisant intervenir une chaîne respiratoire membranaire à protéines de nature cytochromique. Puis le gradient protonmoteur peut être couplé à la régénération d'ATP par des protéines membranaires ATPsynthase.

Notes :

i) Le lecteur est invité à étudier les métabolismes respiratoires et la notion de chaîne respiratoire...

ii) une protéine cytochromique est une protéine possédant un groupement prosthétique de nature cytochromique (cytochrome). Tous les cytochromes ont comme caractéristique commune d'être constitués d'une porphyrine complexée avec un atome de fer ou de cuivre et de fonctionner en coenzymes où la cation métallique complexé navigue entre un état redox oxydé et réduit. Les protéines cytochromiques sont donc engagées dans des réactions redox. Avec le fer, le couple oxydant/réducteur est le couple fe2+/fe3+ . Les noyaux porphyrine sont fixés par des liaisons covalentes à la partie protéique des cytochromes. Ci-dessous, à gauche, la structure d'un cytochrome très célèbre rencontrés dans de nombreuses chaînes respiratoires (celle des mitichondries et dees bactéries classiques dites oxydase positives), le cytochrome c :

iii) Les porphyrines sont des molécules macrocycliques tétrapyrroliques. Les métalloporphyrines possèdent un cation métallique chélaté. Structure du motif porphyrine ci-dessous à droite.

image de cytochrome fermentations-porphyrin (9K) Cytochrome c, image d'après http://fr.wikipedia.org/wiki/Cytochrome puis porphyrine, image d'après http://fr.wikipedia.org/wiki/Porphyrine (septembre 2012)

 

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