Pathogénie Bactérienne

Equipe

Membres permanents :

• Viviana Job, Ph.D. (ingénieur-chercheur CEA)
• Alexandre Dos Santos Martins (technicien supérieur CEA)
• Carlos Contreras-Martel, Ph.D. (CR1 CNRS)

Introduction

Notre équipe s’intéresse aux mécanismes employés par les bactéries pour initier une infection, et développe des études structure-fonction sur deux systèmes differents : (1) le système de sécrétion de type III (SST3) de pathogènes majeurs, comme Pseudomonas aeruginosa et Escherichia coli, et (2) les protéines qui participent au processus de division cellulaire, ainsi que des facteurs de virulence exposés sur la surface de la bactérie Streptococcus pneumoniae. Nous utilisons des techniques qui vont de la biologie moléculaire (mutagenèse dirigée, clonage polycistronique) et de la biochimie classique (expression et purification de protéines recombinantes, pontage chimique, analyses enzymatiques) à la cristallographie aux rayons X, pour pouvoir corréler la structure d’une protéine ou d’un complexe multi-proteique avec sa fonction dans la cellule ou pendant le processus infectieux.

Le système de sécrétion de type III (SST3)

Le SST3 est un complexe macromoléculaire qui est employé comme arme bactérienne pour injecter des toxines directement dans le cytoplasme de cellules eucaryotes. Le complexe est ancré dans les deux membranes bactériennes, et porte une aiguille creuse formée par une protéine unique polymérisée (PscF dans P. aeruginosa) à travers laquelle les toxines et effecteurs sont injectés (Fig. 1). Récemment, notre équipe a montré que la biogenèse de l’aiguille dans P. aeruginosa est régulée par la formation d’un complexe ternaire entre les proteines PscG, PscF, et PscE dans le cytoplasme bactérien ; ce complexe pourrait représenter une nouvelle cible potentielle pour l’antibiothérapie (collaboration : équipe Atrée, iRTSV Grenoble).

Fig. 1 : (A) Le SST3 (d’après Troisfontaines and Cornelis, 2006) ; (B), dans P. aeruginosa, la polymérisation prématurée de la protéine qui forme l’aiguille (PscF) est bloquée par la formation d’un complexe avec PscG et PscE (Quinaud et al. (2007) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104).

Publications marquantes

Quinaud, M., Ple, S., Job, V., Contreras-Martel, C., Simorre, J.-P., Attree, I., and Dessen, A. (2007) Structure of the heterotrimeric complex that regulates type III secretion needle formation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 7803-7808

Faudry, E., Job, V., Dessen, A., Attree, I., and Forge, V. (2007) type III secretion system translocator has a molten globule conformation both in its free and chaperone-bound forms. FEBS J. 274, 3601-3610

Quinaud, M., Chabert, J., Faudry, E., Neumann, e., Lemaire, D., Pastor, A., Elsen, S., Dessen, A., and Attree, I. (2005) The PscE-PscF-PscG complex controls type III secretion needle biogenesis in Pseudomonas aeruginosa. J. Biol Chem. 280, 36293-36300.

Gouré, J., Pastor, A., Faudry, E., Brochier, G., Chabert, J., Dessen, A., and Attree, I. (2004). The V antigen of Pseudomonas aeruginosa is required for assembly of the functional type III translocation pore in host cell membranes. Infect. Immun 72, 4741-4750.

Schoehn, G., DiGuilmi, A.M.., LeMaire, D., Attree, I., Weissenhorn, W., and Dessen, A. (2003). Oligomerization of type III secretion proteins PopB and PopD precedes pore formation in Pseudomonas. EMBO J. 22, 4957-4967

Streptococcus pneumoniae : Les Penicillin-Binding Proteins (PBPs) et la division cellulaire

Les Penicillin-Binding Proteins (PBPs) jouent des rôles importants dans la formation du peptidoglycane, un composant clé de la paroi bactérienne. En plus, ces protéines sont les cibles des antibiotiques type béta-lactamine, comme la pénicilline. Grâce a un financement de la CE (EUR-INTAFAR), notre équipe a résolu la structure de PBP1b en complexe avec la lactivicine, le seul antibiotique non-béta-lactame qui interagit avec les PBPs. La lactivicine et ses analogues sont actifs contre des souches résistantes à la pénicilline, et pourraient être de bons points de départ pour le développement de nouveaux médicaments contre ces pathogènes (collaborations : C. Schofield group, Univ. Oxford ; T. Vernet et A.M. Di Guilmi, LIM, IBS).

Fig. 2 : La lactivicine reconnaît le site actif des PBPs (Macheboeuf et al. (2007) Nature Chem. Biol. 3).

Publications marquantes

Job, V., Carapito, R., Vernet, T., Dessen, A., and Zapun, A. (2007) Common alterations in PBP1a from resistantStreptococcus pneumoniae decrease its reactivity towards b-lactams : structural insights. J. Biol. Chem., in press.

Macheboeuf, P., Lemaire, Dos Santos Martins, A., Dideberg, O., Jamin, M., and Dessen, A. (2007) Trapping of an acyl-enzyme intermediate in a Penicillin-Bing Protein (PBP)-catalyzed reaction.J. Mol. Biol., in press.

Macheboeuf, P., Fischer, D., Zervosen, A., Luxen, A., Joris, B., Dessen, A. and Schofield, C.* (2007) Structural and mechanistic basis of penicillin-binding protein inhibition by lactivicins. Nature Chem. Biol. 3, 565-569.

Contreras-Martel, C., Job, V., Di Guilmi, A.M., Vernet, T., Dideberg, O., and Dessen, A. (2006) Structural basis for b-lactam resistance by a class A penicillin-binding protein from Streptococcus pneumoniae. J. Mol. Biol. 544, 684-696.

Macheboeuf, P., Di Guilmi, A.M., Job, V., Vernet, T., Dideberg, O., and Dessen, A. (2005). Active site restructuring regulates ligand recognition in class A penicillin-binding proteins (PBPs). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 577-582.