L
A SPECTROSCOPIEIR
EST SENSIBLE AUX CHANGEMENTS MOLECULAIRES INDUITS PAR LES VARIATIONS DE COMPOSITION CHIMIQUE. L
E SPECTRE D’
UNE BACTERIE EST SPECIFIQUE,
CAR LA PROPORTION DES DIFFERENTS CONSTITUANTS PROTEIQUES,
LIPIDIQUES,
GLUCIDIQUES ET MINERAUX VARIE SELON LA NATURE DES MICRO-
ORGANISMES. L
E SPECTRE INFRAROUGE EST UNE IMAGE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE ET BIOCHIMIQUE TOTALE DE LA SOUCHE ETUDIEE.
P
OURTANT,
A PREMIERE VUE,
LES SPECTRES DE DIFFERENTS MICRO-
ORGANISMESSEMBLENT ETRE TRES SIMILAIRES
. C
ES SIMILARITES SONT DUES AU FAIT QUE LES MICRO-ORGANISMES CONTIENNENT BEAUCOUP DE CONSTITUANTS FONCTIONNELS ET STRUCTURELS SEMBLABLES
(N
AUMANN ET AL., 1991 ; M
AQUELIN ET AL., 2002). L
E SPECTRE INFRAROUGE APPORTE DES RENSEIGNEMENTS SUR LES VIBRATIONS MOLECULAIRES DES DIFFERENTS COMPOSANTS DES MICRO-
ORGANISMES ETUDIES TELLES QUE LES VIBRATIONS DESMOLECULES POLYMERIQUES
,
QUI DECRIVENT LES ACIDES NUCLEIQUES,
DES PROTEINES,
DES GLYCOPROTEINES ET DE LA PAROI CELLULAIRE. C’
EST UNE VERITABLE EMPREINTE DU MICRO-ORGANISME
.
T
ABLEAUV:
FENETRES SPECTRALES:
LES REGIONS ET LES INFORMATIONS RETROUVEES(N
AUMANN ET AL., 1991).
Fenêtre Région spectrale Information
F1 3000 à 2800 cm-1 Région des acides gras I, dominée par les vibrations de valence de –CH3, >CH2 et ≡CH des groupes fonctionnels présents dans
F2 1800 à 1500 cm-1 Région des amides, dominée par les bandes Amide I et II des protéines et des peptides
F3 1500 à 1200 cm-1 Région mixte, contenant de l’information sur des protéines, des acides gras et des composés contenant des phosphates.
F31 1500 à 1400 cm-1 Région des acides gras II et sous gamme de W3, dominée par les vibrations de balancement des même groupes fonctionnels
d l f êt W
F4 1200 à 900 cm-1 Région dominée par les absorptions, dites «empreintes», des bandes des hydrates de carbone présents dans la paroi
ll l i
F5 900 à 700 cm-1 L’empreinte infrarouge. Des formes spectrales
remarquablement spécifiques s’expriment.
P
OUR L’
IDENTIFICATION DE MICRO-
ORGANISMES,
LE SPECTRE EST GENERALEMENT DIVISE EN PLUSIEURS FENETRES SPECTRALES(L
EG
AL ET AL., 1991 ; C
URK ET AL., 1994 ; A
LLOUCHET AL
., 1998). L
ES FENETRES(F)
D’
UN SPECTRE DE3000
CM-1 A700
CM-1 TROUVEES PARN
AUMANN ET AL. (1991)
SONT ATTRIBUEES COMME PRESENTEES DANS LE TABLEAUV.
H
ELM ET AL. (1991
B)
ONT MONTRE QUE LA ZONE SPECTRALE ENTRE3000
ET2800
CM-1 EST LA REGION LA PLUS INTERESSANTE AU NIVEAU DE LA DISCRIMINATION DES BACTERIESG
RAM+
ETG
RAM- (
EN RAISON DE LA PLUS FORTE PRESENCE DE LIPIDES DANS LA PAROI CHEZ LES BACTERIESG
RAM-). E
NTRE1800
ET1500
CM-1,
LA REGION DES AMIDESI
ETII,
CORRESPOND EGALEMENT A LA ZONE D
’
ABSORPTIONS DES ACIDES CARBOXYLIQUES,
ET DE L’
ACIDE Β-
HYDROXYBUTYRIQUE PRODUIT PAR LA FERMENTATION D’
UN HYDRATE DECARBONE
. B
OREL ETL
YNCH(1993)
ONT,
EUX,
DISTINGUE LES BACTERIESG
RAM+
ETG
RAM-
EN EXPLOITANT LA REGION ENTRE1500
ET900
CM-1. L
A PLUPART DES PUBLICATIONS MENTIONNENT QUE LA REGION COMPRISE ENTRE1800
ET750
CM-1 EST LA REGION SPECTRALE LA PLUS RICHE EN INFORMATION.
L
ES SPECTRES DES PEPTIDES ET DES PROTEINES DANS LE MOYEN ET LE PROCHEINFRAROUGE PRESENTENT DES BANDES D
’
ABSORPTION DUES AUX LIAISONS PEPTIDIQUES,
QUI ONT ETE NOMMEES LES AMIDES
A, B, I, II
ETIII. P
OUR LA DISCRIMINATION DES MICRO-ORGANISMES
,
LES BANDES DES AMIDESI, II
ETIII
UNIQUEMENT SONT UTILISEES. L
E TABLEAU SUIVANT PRESENTE LES DIFFERENTES VIBRATIONS DANS LES REGIONS DE CHACUNE DE CES BANDES AMIDES.
T
ABLEAUVI:
LES DIFFERENTES BANDES DANS LES REGIONS DES AMIDESI, II
ETIII,
ET LES LIAISONS CONCERNEES.
Bande position Liaison concernée Type de vibration
C-O Elongation C-N Elongation Amide I 1655 C-N Déformation N-H Balancement Amide II 1560 C-N Elongation
C-O Balancement C-C Elongation N-Cα Elongation N-H Balancement C-C Elongation C-N Elongation Amide III 1300 C-O Balancement
D’après Dufour et Robert : Protéines dans La spectroscopie IR et ses applications analytiques. Editions
Tec&Doc, 2000.
L
ES CHAINES LATERALES JOUENT EGALEMENT UN ROLE DANS L’
ABSORPTION DES PROTEINES.
D
ES BANDES LARGES ET SUPERPOSEES SONT OBSERVEES SUR TOUT LE SPECTRE.
L
ES REGIONS DANS LESQUELLES SE TROUVENT LES PICS DE CERTAINS COMPOSES DES ACIDES NUCLEIQUES SONT PRESENTEES CI-
DESSOUS.
T
ABLEAUVII:
PICS D’
ABSORPTION EN INFRAROUGE DUS A L’ADN,
D’
APRESL
EG
AL ET AL.
(1991).
Composé Position des pics Cytosine 797 cm-1
Adénine 784 cm-1
Guanine 600 à 690 cm-1 (selon le type d’ADN) Sucres 1185 à 962 cm-1
Carbonyle 1710 à 1690 phosphate 1220 à 1265 cm-1
T
ABLEAUVIII :
SYNTHESE(
NON EXHAUSTIVE)
DES ETUDES PORTANT SUR LA CARACTERISATION DES MICROORGANISMES PAR LA SPECTROSCOPIEIRTF.
Auteurs Objet Micro-organismes
Horbach et al., (1988) Discrimination de bactéries (souches et sérogroupes)
Legionella pneumophila, L. dumoffi, Escherichia coli O13 Naumann et al., (1988) Discrimination de bactéries
Gram + et Gram -
Staphylococcus, Corynebacterium, Enterobacter, Shigella,
Citrobacter Helm et al., (1991a) Discrimination d’isolats
cliniques Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomonas, Aeromonas, Clostridium, Legionella Helm et al., (1991b) Caractérisation de certains produits de la cellule
(poly-β-hydroxybutyrique)
Legionella
Borel et Lynch, (1993) Discrimination de bactéries Gram + et Gram -
Alcaligenes faecalis, Bacillus, Corynebacterium, Enterobacter,
Escherichia coli, Micrococcus luteus
Helm et Naumann, (1995) Caractérisation de
composants cellulaires Bacillus
Lefier et al., (1997)
Discrimination de bactéries selon les conditions de croissance et au niveau espèce
et sérotype
Listeria
Lin et al., (1998) Discrimination de bactéries
Bacillus, S. aureus, Lactococcus lactis, Listeria monocytogenes,
Escherichia coli, Pseudomonas putida
Kümmerle et al., (1998) Discrimination de levures d’origine alimentaire
Candida, Saccharomyces, Kluyveromyces, Hanseniaspora……. Lefier et al., (2000) Suivi du levain au cours de
l’affinage d’un fromage Lactococcus
lactiques
Choo-Smith et al., (2001) Effet du temps d’incubation S. aureus, Escherichia coli, Candida albicans
Gué et al., (2001)
Processus de différentiation – identification de composants
cellulaires produits par les micro-organismes
Proteus mirabilis
Kirschner et al., (2001) Classification et
D
IEM ET AL. (1999),
ONT MIS AU POINT LA PRESENTATION DES DIFFERENTES MOLECULES DANS LE SPECTREIR
D’
UNE BACTERIE. D
ES PHOSPHATES,
ET DES GROUPES DE RIBOSE DE L’ADN,
MANIFESTENT PLUSIEURS PICS A1071,
A1084
ET A1095
CM-1. D’
AUTRES PICS DE L’ADN
SONT OBSERVES A965
ET A1245
CM-1. U
N PIC DE L’ARN
SE TROUVE A1085
CM-1.
S
ELON LE STADE DE VIE DE LA CELLULE(
ACTIVE,
INACTIVE,
DIVISION),
LES BANDESSPECTRALES DE L