IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble / France

Expériences de RMN solide MAS sur les parois cellulaires des corynébactéries (2024)

Simorre Jean-Pierre — 2024-07-31T07:44:55Z

Les parois cellulaires bactériennes sont des polymères réticulés d'une taille de l'ordre du gigadalton qui présentent une large gamme d'amplitudes de mouvement, avec des parties plutôt rigides et d'autres très flexibles. La RMN de spinning à angle magique est une méthode puissante pour obtenir des informations au niveau atomique sur les parois cellulaires intactes. Nous étudions ici la sensibilité et le contenu informatif de différentes expériences de corrélation homonucléaire 13C13C et hétéronucléaire 1H15N, 1H13C et 15N13C. Nous démontrons qu'une cryosonde CPMAS permet d'obtenir un rapport signal/bruit environ 8 fois supérieur à celui d'une sonde à température ambiante, soit une sensibilité par masse environ 3 à 4 fois supérieure. La sensibilité accrue a permis d'obtenir des spectres à haute résolution même sur des bactéries intactes. En outre, nous comparons la résolution et la sensibilité des expériences 1H MAS obtenues à 100 kHz par rapport à 55 kHz. Notre étude fournit des indications utiles pour choisir les expériences permettant d'extraire des détails au niveau atomique sur des échantillons de parois cellulaires.

Interaction de MapZ avec FtsZ et les membranes chez Streptococcus pneumoniae (2020)

Simorre Jean-Pierre — 2024-07-30T08:56:10Z

MapZ se localise au milieu de la cellule et agit comme une balise moléculaire pour le positionnement de la machinerie de division cellulaire chez la bactérie Streptococcus pneumoniae. MapZ contient une seule hélice transmembranaire qui sépare le domaine extracellulaire C-terminal du domaine cytoplasmique N-terminal. Seules la structure et la fonction du domaine extracellulaire sont connues. Nous démontrons ici qu'une grande partie du domaine cytoplasmique est intrinsèquement désordonnée et qu'il existe deux régions (des résidus 45 à 68 et 79 à 95) qui ont tendance à se replier en hélices amphipathiques. Nous révélons également que ces régions interagissent avec la surface des liposomes qui imitent la membrane cellulaire de Streptococcus pneumoniae. La région N-terminale hautement conservée et dépliée (des résidus 17 à 43) interagit spécifiquement avec FtsZ indépendamment de l'état de polymérisation de FtsZ. De plus, nous montrons que la phosphorylation de MapZ aux positions Thr67 et Thr68 n'a pas d'impact sur l'interaction avec FtsZ ou les liposomes. Dans l'ensemble, nous proposons un modèle dans lequel le recrutement de FtsZ par MapZ au milieu de la cellule est modulé par la compétition de la liaison de MapZ à la membrane cellulaire. L'interaction moléculaire entre les composants de ce complexe tripartite pourrait représenter une étape clé vers l'assemblage complet du divisome.

Collaboration : C. Grangeasse (CNRS, Lyon)

Activateur de la synthase du peptidoglycane LpoP chez Pseudomonas aeruginosa (2020)

Simorre Jean-Pierre — 2024-07-30T08:45:15Z

Le peptidoglycane (PG) est un composant essentiel de la paroi cellulaire bactérienne et est assemblé à partir d'un précurseur lipidique II par des réactions de glycosyltransférase et de transpeptidase catalysées en particulier par des protéines de liaison à la pénicilline de classe A bifonctionnelles (aPBPs). Chez le principal pathogène clinique Pseudomonas aeruginosa, PBP1B est ancré dans la membrane cytoplasmique mais régulé par une lipoprotéine spécialisée localisée dans la membrane externe, connue sous le nom de LpoP. Ici, nous rapportons la structure de LpoP, montrant une attache flexible N-terminale étendue suivie d'un domaine bien ordonné de répétitions tandem tétratricopeptidiques C-terminales. Nous montrons que LpoP stimule les activités transpeptidase et glycosyltransférase de PBP1B in vitro et interagit directement via son domaine globulaire C-terminal avec le domaine central UB2H de PBP1B. Contrairement à la situation chez E. coli, CpoB de P. aeruginosa ne régule pas PBP1B/LpoP in vitro. Nous proposons un mécanisme qui aide à souligner les similitudes et les différences dans l'activation des PBP de classe A chez les bactéries à Gram négatif.

Collaboration : W. Vollmer (NewCastle Univ., UK), Natalie Strynadka (Vancouver, Canada)

Suivre les antibiotiques au sein de cellules bactériennes vivantes (2024)

Simorre Jean-Pierre — 2024-07-29T15:28:00Z

Suivre les antibiotiques au sein de cellules bactériennes vivantes

Cette étude a montré comment la résonance magnétique nucléaire se révèle être un outil analytique puissant pour mieux suivre le devenir des antibiotiques face aux phénomènes de résistance et potentiellement aider à les rendre plus efficaces.

La production d'enzymes appelées β-lactamases constitue un des principaux indicateurs cliniques de l'émergence de la résistance chez de nombreuses bactéries. Ces β-lactamases ont la capacité de dégrader les antibiotiques β-lactames* les rendant ainsi inactifs. Produites par la bactérie dans son périplasme, un compartiment délimité par ses membranes internes et externes, ces enzymes renforcent la défense de la bactérie contre l'intrusion des antibiotiques. Grâce au développement d'une méthode de suivi in situ par résonance magnétique nucléaire de l'activité enzymatique se déroulant dans la cellule, il a été possible d'analyser en temps réel la dégradation des β-lactames par les β-lactamases dans des souches résistantes. En utilisant des inhibiteurs spécifiques des enzymes β-lactamases, la capacité des β-lactames à franchir la membrane externe, à interagir avec leur cible et finalement à bloquer au moins partiellement la dégradation des antibiotiques a pu être évaluée Ces mesures permettent d'obtenir des informations sur la nature et la localisation de ces interactions entre les inhibiteurs et les enzymes, en les mesurant directement au sein de la cellule.

Cette étude, parue dans J. Am. Chem. Soc., montre que la RMN sur cellule vivante constitue un outil analytique puissant pour l'étude de nouvelles molécules ciblant spécifiquement les composants moléculaires du périplasme bactérien responsables de l'antibio-résistance. Cette approche va permettre d'évaluer l'efficacité des médicaments directement dans leur environnement, ouvrant pourquoi-pas la voie à une médecine personnalisée en proposant une antibiothérapie spécifique pour chaque patient en fonction du micro-organisme responsable de l'infection résistante.

Collaborations : M Arthur (INSERM, Paris), A. Dessen (IBS, Grenoble)