Rhodospirillum rubrum (R. rubrum) est une protéobactérie Gram négatif, de couleur rose, d’une taille de 800 à 1000 nanomètres. C’est un anaérobe facultatif, donc capable d’utiliser l’oxygène pour la respiration aérobie dans des conditions aérobies, ou un accepteur d’électrons terminal alternatif pour la respiration anaérobie dans des conditions anaérobies. Les accepteurs d’électrons terminaux alternatifs pour R. rubrum comprennent le sulfoxyde de diméthyle ou l’oxyde de triméthylamine.
| Rhodospirillum rubrum | |
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| Classification scientifique | |
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R. rubrum
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| Nom binomial | |
| Rhodospirillum rubrum
(Esmarch 1887) Molisch 1907
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En croissance aérobie, la photosynthèse est génétiquement supprimée et R. rubrum est alors incolore. Après l’épuisement de l’oxygène, R. rubrum commence immédiatement la production de l’appareil de photosynthèse, y compris les protéines membranaires, les bactériochlorophylles et les caroténoïdes, c’est-à-dire que la bactérie devient active en photosynthèse. Le mécanisme de répression de la photosynthèse est mal compris. La photosynthèse de R. rubrum diffère de celle des plantes car elle ne possède pas de chlorophylle a, mais des bactériochlorophylles. Alors que la bactériochlorophylle peut absorber la lumière jusqu’à une longueur d’onde maximale de 800 à 925 nm, la chlorophylle absorbe la lumière ayant une longueur d’onde maximale de 660 à 680 nm. R. rubrum est une bactérie en forme de spirale (spirillum, forme plurielle : spirilla).
R. rubrum est également une bactérie fixatrice d’azote, c’est-à-dire qu’elle peut exprimer et réguler la nitrogénase, un complexe protéique qui peut catalyser la conversion du diazote atmosphérique en ammoniac. Lorsque la bactérie est exposée à l’ammoniac, à l’obscurité et au méthosulfate de phénazine, la fixation de l’azote s’arrête. En raison de cette propriété importante, R. rubrum a été le sujet d’essai de nombreux groupes différents, afin de comprendre les schémas de régulation complexes nécessaires pour que cette réaction ait lieu. C’est chez R. rubrum que, pour la première fois, la régulation post-traductionnelle de la nitrogénase a été démontrée. La nitrogénase est modifiée par une ADP-ribosylation dans le résidu arginine 101 (Arg101) en réponse aux effecteurs dits « switch-off » – glutamine ou ammoniac – et à l’obscurité.
R. rubrum a plusieurs utilisations potentielles en biotechnologie :
- Accumulation quantitative de précurseurs de PHB (poly-hydroxy-butric-acide) dans la cellule pour la production de bioplastique.
- Production d’hydrogène carburant biologique.
- Système modèle pour l’étude de la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique et des voies de régulation du système de fixation de l’azote.