terme de la bactérie
FAAL32 (FadD32) Pks
A. Résumé des articles
Jamet et al (p.68) et Slama et al (p.69)
Les AMs sont essentiels à la viabilité et contribuent à la virulence des mycobactéries. Ils sont les constituants les plus abondants de la mycomembrane et, de ce fait, ont un rôle majeur dans la haute imperméabilité de celle-ci et donc, dans la résistance intrinsèque des mycobactéries aux antibiotiques. A cause de ces caractéristiques, la compréhension de la biosynthèse des AMs est un enjeu important pour le développement d’antituberculeux. Aujourd’hui, les réactions enzymatiques conduisant à cette biosynthèse sont relativement bien connues, même s’il subsiste quelques zones d’ombre dont notamment l’identification de(s) l’enzyme(s) permettant l’introduction des doubles liaisons transet l’étape durant laquelle les différentes MTs introduisent les groupements fonctionnels sur la chaîne méromycolique.
Pendant longtemps, l’étape de déshydratation est restée la pièce manquante du système FAS-II, jusqu’à ce que notre équipe chez M.tb (Sacco et al., 2007b) et celle de G. Besra chez
M.smeg (Brown et al 2007) identifient et caractérisent les déshydratases HadABet HadBC.
Les travaux in vitroont conduit à proposer un modèle selon lequel le complexe HadAB interviendrait au cours des étapes précoces d’élongation des AMs et le complexe HadBC finirait la synthèse pour générer les chaînes longues [voir Introduction § IV, C, b), iii]. La sous-unité HadB porterait l’activité catalytique et les sous-unités HadA/HadC détermineraient la spécificité de substrats, respectivement des substrats courts et moyens pour HadA et longs pour HadC (Sacco et al., 2007b). Cependant, même si ce modèle d’activité des enzymes Had est convaincant, il ne repose que sur des arguments indirects (i.e. l’analogie avec le modèle d’activité des enzymes KasAB, et l’absence de hadC chez les genres Rhodococcus et
Nocardia) et sur des données expérimentales qui présentent quelques limites. En effet, pour
des raisons techniques les tests d'activité in vitro des enzymes Had ont été réalisés qu’avec des substrats carbonés de longueur C4 à C20, alors que la longueur de la chaîne méromycolique peut atteindre une taille de C64. D’autre part, les substrats utilisés étaient des dérivés du CoA, or les substrats naturels des enzymes Had sont des chaînes carbonées dérivées de l'ACP (ou AcpM). Par conséquent, pour valider le modèle, il était nécessaire d’analyser in vivo le rôle respectif des protéines Had dans la biosynthèse des AMs. Par
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ailleurs, si l’activité déshydratase est essentielle à la viabilité, seule la sous-unité HadB a été démontrée comme étant indispensable à la survie (Sacco et al., 2007b; Brown et al 2007). De même, aucune donnée sur la contribution des différentes sous-unités des déshydratases aux propriétés physico-chimiques de l’enveloppe ainsi qu’à la virulence de M.tb n’a été rapportée dans la littérature.
Le 1erarticle (p. 68) présente un travail réalisé chez M.smegmatis. Par une approche génétique, nous avons montré que ni l’inactivation de HadA, ni celle de HadC ou celle des deux simultanément n’affectaient la viabilité de la bactérie et que, par conséquent, seule HadB était essentielle. Cela suggérait donc que soit HadB pouvait seule maintenir un niveau d’activité de synthèse des AMs compatible avec la viabilité ou qu’il existe des fonctions redondantes à HadA et/ou HadC. Cependant, l’absence de HadC et dans une moindre mesure celle d’HadA ont eu des conséquences dramatiques sur les propriétés physico-chimiques et de perméabilité de l’enveloppe. Cette altération de l’enveloppe a fortement modifié la physiologie et la capacité adaptative de la bactérie. Celle-ci formait des colonies lisses, présentait un défaut de motilité et de capacité à développer des biofilms. La bactérie est devenue hypersensible aux températures basses et hautes ainsi qu’à différents antibiotiques incluant des antituberculeux. A l’inverse, la bactérie est devenue plus résistante aux détergents.
Le 2nd article (p. 69) présente un travail réalisé chez M.tb. Le travail s’est focalisé sur
le rôle de HadC dans la biosynthèse des AMs et dans la virulence de la bactérie. L’observation à l’origine de travail était la présence d’une mutation de décalage de phase en début du gène hadC dans la souche H37Ra, une dérivée avirulente de la souche H37Rv deM.tb dont le profil des AMs est profondément altéré, avec notamment une production réduite des AMs oxygénés dont au moins la moitié portent une décoration supplémentaire. En délétant complètement le gène hadC à la fois chez H37Ra et H37Rv, nous avons pu confirmer que l’altération des AMs chez H37Ra était effectivement liée à un allèle inactif de hadC. Par ailleurs, ce travail a mis en évidence que HadC était nécessaire à la synthèse d’une catégorie très minoritaire de chaînes méromycoliques extrêmement longues avec de 9 à 13C supplémentaires. Ce travail a par conséquent confirmé le modèle issu des données biochimiques que HadC permettait la synthèse de chaînes longues. Il a aussi mis en évidence une relation fonctionnelle entre HadC et les activités de modification de la chaîne méromycolique. Par ailleurs, il a révélé en collaboration avec l’équipe de R. Brosch (Institut Pasteur, Paris), par l’utilisation d’un modèle d’infection murin que HadC bien que non-
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essentielle à la viabilité était un déterminant important de la virulence de H37Rv et explique en partie la diminution de virulence de la souche H37Ra.
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B. Article : “Non-essential mycolic acids biosynthesis genes hadA
and
hadC contribute to the physiology and fitness of
RESEARCH ARTICLE