Lysostaphine Helvéticine J
Classe IV Peptides cycliques - Entérocine AS-48
I.3.3 Classe I : Lantibiotiques
Il s'agit de peptides (entre 19 et 38 acides aminés, de masse inférieure à 5 kDa) contenant des acides aminés inhabituels obtenus par modifications post-traductionnelles. Ces modifications sont réalisées par déshydratation de la sérine et de la thréonine respectivement en déshydroalanine et déshydrobutyrine, qui peuvent ensuite former une liaison thioéther avec la cystéine afin de générer, respectivement, la lanthionine et la β-méthyl-lanthionine. Ces modifications couvrent entre 24% et 58% du peptide (Willey & van der Donk, 2007). Pour souligner la présence de ce type inhabituel d'acides aminés, les bactériocines de classe I ont été nommées lantibiotiques pour lanthionine containing antibiotics (Schnell et al., 1988). La structure des lantibiotiques varie essentiellement en fonction de la localisation des ponts établis entre les acides aminés modifiés, ce qui permet de distinguer deux sous-classes. La sous-classe A est constituée par les lantibiotiques linéaires, et la sous-classe B, par les lantibiotiques globulaires. En plus de ces deux catégories, des lantibiotiques à deux composants ont également été identifiés (McAuliffe et al., 2001) et regroupés dans une troisième sous classe, la sous-classe C (Bastos et al., 2009).
Caractérisation et mode d’action de la warnéricine RK, un peptide anti-Legionella 21 I.3.3.1 Classe II : Peptides thermiquement stables et non modifiés
Cette classe est constituée de peptides (entre 20 et 60 acides aminés) de masse inférieure à 10 kDa, thermostables et sans modifications post-traductionnelles. Ils sont généralement synthétisés sous forme de prépeptides. Cette catégorie est la plus largement représentée et son étude a conduit à la création de trois sous-classes :
♦ Sous-classe IIa : les bactériocines de sous-classe IIa présentent une activité anti-
Listeria et sont caractérisées par une séquence conservée, surnommée motif anti-Listeria, YGNGVxC (x représentant un acide aminé quelconque) (Ennahar et al., 2000).
♦ Sous-classe IIb : la classe IIb correspond aux bactériocines dont l’activité dépend de l’action conjuguée de deux peptides non-modifiés. L’un des peptides peut avoir une faible activité, l’ajout du second permettant une forte augmentation ainsi qu’un élargissement du spectre d’activité (Nes et al., 1996).
♦ Sous-classe IIc : la sous-classe IIc a d’abord été proposée pour les bactériocines activées par réduction de groupements thiols (Klaenhammer, 1993) puis elle a été dédiée aux bactériocines de classe II dont l'export est sous la dépendance du système général de sécrétion (système Sec). Cependant, il a été montré depuis que les bactériocines activées par réduction de groupements thiols pouvaient agir avec leur résidu cystéine oxydé et, d’autre part, une bactériocine de classe IIa, sécrétée selon un mécanisme sec-dépendant a été découverte. Il s’agit de l’entérocine P (Ennahar et al., 2000). Ceci remet fortement en question la pertinence de cette classe. Héchard et Sahl (2002) ont proposé de réserver la sous-classe IIc à toutes les bactériocines différentes des bactériocines de sous-classes IIa et IIb (Hechard & Sahl, 2002). Cette proposition a été reprise en 2005 par Cotter et al. (Cotter et al., 2005).
I.3.3.2 Classe III : Protéines thermosensibles
Les bactériocines de classe III sont des protéines thermosensibles. Ces bactériocines sont subdivisées en deux sous-classes selon leur activité : la classe IIIa qui correspond aux bactériolysines telles que la lysostaphine (Bastos et al., 2009) et la classe IIIb qui correspond aux bactériocines non lytiques telles que l’helvéticine J (Joerger & Klaenhammer, 1990).
Caractérisation et mode d’action de la warnéricine RK, un peptide anti-Legionella 22 I.3.3.3 Classe IV: Bactériocines cycliques
En 2002, les bactériocines de classe IV correspondaient à des molécules peptidiques portant une (ou plusieurs) composantes non-protéique, lipidique et/ou oligosaccharidique, nécessaires à leur activité biologique. Cependant, de telles bactériocines n’ont pas encore été purifiées avec leur partie glucidique ou lipidique ce qui laisse penser qu’elles n’existent pas (Riley & Wertz, 2002). Cette quatrième classe regroupe désormais des bactériocines cycliques telles que l’entérocine AS-48 produite par Enterococcus faecalis subsp. liquefaciens (Bastos et al., 2009).
I.3.4 Peptides antimicrobiens produits par les bactéries du genre
Staphylococcus
Dans notre équipe, une souche de S. warneri a été isolée sur un critère d’inhibition de la croissance de la bactérie pathogène Legionella pneumophila (Héchard et al., 2005). Cette activité antimicrobienne est médiée par au moins une molécule de nature peptidique dont le spectre d’activité apparaît comme spécifique des bactéries du genre Legionella. La fraction active contient deux peptides de masse moléculaire respective 2613,8 Da et 2449,4 Da. Une comparaison avec les masses moléculaires de peptides antimicrobiens déjà décrits dans les bases de données suggère qu’il s’agit de nouvelles molécules (Hechard et al., 2005; Héchard et al., 2005). La warnéricine RK a été brevetée en 2006 pour son activité anti-Legionella, sous la référence WO/2007/077316. De plus, ce brevet fait mention de deux autres peptides à activité anti-Legionella produits par S. warneri RK : les δ-hémolysine I et II (Héchard & Berjeaud, 2006).
Les hémolysines (α, , δ et γ) sont des molécules qui possèdent une activité cytotoxiques sur différentes cellules eucaryotes (Dinges et al., 2000). Elles font parties d’un ensemble de molécules complétant l’arsenal de virulence des bactéries du genre Staphylococcus, en plus des facteurs antimicrobiens sécrétés. La δ-hémolysine est un petit peptide qui se structure en une hélice α amphiphile et qui ne posséde pas ou peu d’activité antimicrobienne contrairement à d’autres molécules adoptant la même structuration secondaire telle que la mélittine par exemple (Dhople & Nagaraj, 1993; Kreger et al., 1971). ♦ Publication 1 : δ-hemolysin, an uptade on a membrane-interacting peptide
La revue ci-après regroupe les données récentes concernant la structure, les activités biologiques et le mode d’action de la δ-hémolysine. Les travaux menés au laboratoire durant
Caractérisation et mode d’action de la warnéricine RK, un peptide anti-Legionella 23 ma thèse ont permis de confirmer la très faible activité antimicrobienne du peptide contre les bactéries déjà testées dans la littérature mais également de lui découvrir une forte activité spécifique dirigée contre les bactéries du genre Legionella (voir publication 1 : Characterization of anti-Legionella activity of warnericin RK and delta-lysin I from
Staphylococcus warneri). La synthèse des données concernant le mode d’action de la δ-
hémolysine s’intègre parfaitement à la compréhension du mode d’action de la warnéricine RK.
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