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Les bactériocines de classe IIa :
des armes naturelles contre les pathogènes alimentaires
Thibaut JACQUET
Travaux encadrés par Anne-Marie Revol-Junelles et Catherine Cailliez-Grimal
Domaines de compétence : Physicochimie – Microbiologie - Bioconversion
Savoir-faire:
Caractérisation, fonctionnalisation et vectorisation de molécules d’intérêt. Détermination de leurs propriétés structurales et fonctionnelles en vue de leur application dans les domaines de la santé et alimentaire.
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Problématique
Listeria monocytogenes
Lactococcus sp.
Septicémies, méningites, infections utérines chez la femme enceinte…
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Lactococcus lactis Listeria monocytogenes
Bactériocine (Nisine, E234)
Problématique
Carnobacterium maltaromaticum : une souche compétitrice de Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes ATCC15313
Carnobacterium maltaromaticumCP5
Inhibition due à une bactériocine de classe IIa : Cbn BM1.
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Qu’est-ce qu’une bactériocine ?
Synthétisé par voie ribosomale sous forme d’un précurseur
Modifié ou non par voie post-traductionnelle
Spectre d’action étroit
Peptide antibactérien
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Qu’est-ce qu’une bactériocine de classe IIa ?
Faible poids moléculaire (37 à 48 a.a.)
Peptide cationique, hydrophobe et thermostable
Présence d’une séquence conservée en N-terminal
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Structurée en hélice uniquement en milieu apolaire
Leucocine A
Sakacine P
Curvacine A
Carnobactériocine B2
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Qu’est-ce qu’une bactériocine de classe IIa ?
Objectifs des travaux de recherche :
1) Déterminer le(s) mécanisme(s) d’action de Cbn BM1, une bactériocine de classe IIa produite par Carnobacterium maltaromaticum CP5.
2) Déterminer les propriétés de surface des bactéries cibles de Cbn BM1.
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Mécanisme(s) d’action de Cbn BM1
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Les bactériocines ciblent la membrane bactérienne :
- Perturbation des potentiels membranaires- Modification de la fluidité membranaire- Perturbations morphologiques des bactéries
Milieu extra-cellulaire
Cytoplasme
Perturbation des potentiels membranaires
Deux potentiels membranaires composent la force protomotrice :
La perturbation de chacun de ces potentiels peut être observée par une variation de l’intensité de fluorescence de sondes spécifiques.
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- Le : gradient transmembranaire d’ions K+ et Na+
- Le pH : gradient transmembranaire d’ions H+
pH
Milieu extra-cellulaire
Cytoplasme
Mesure du potentiel de Listeria monocytogenes
Fluo
resc
ence
Inte
nsity
(A.U
.)
Ajout de Cbn BM1
Cbn BM1 perturbe le potentiel de L. monocytogenes.
Sonde : DiSC(3)5
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t (s)
Ajout de Nigéricine
Mesure de la fluidité membranaire
Mesure de l’anisotropie de fluorescence
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- Le TMA-DPH : pour la fluidité de la surface de la membrane
- Le DPH : pour la fluidité du cœur de la membrane
Utilisation de deux sondes :
Cbn BM1 rigidifie uniquement la surface de la membrane de Listeria monocytogenes EGDe.
Va
riatio
n o
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(A.U
.)
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Fluo
resc
ence
Ani
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Varia
tion(
A.U
.)
Mesure de la fluidité membranaire
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Modifications morphologiques par Cbn BM1
Topographie des bactéries par microscopie de force atomique
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Modifications morphologiques par Cbn BM1
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Modifications morphologiques par Cbn BM1
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Modifications morphologiques par Cbn BM1
Bactérie non traitée Bactérie traitée par Cbn BM1
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Conclusion
Les mécanismes d’action ont été déterminés au niveau :
- des potentiels transmembranaires- des modifications de fluidité membranaire- de la morphologie cellulaire- des fuites de composés intracellulaires
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Ces différentes études ont également été réalisées en fonction de l’état physiologique des bactéries cibles.
Les mécanismes d’action de Cbn BM1 ont été mis en évidence sur quatre souches bactériennes :
- Listeria monocytogenes EGD-e- Listeria monocytogenes EGD-e mptI- Carnobacterium maltaromaticum DSM20730- Carnobacterium maltaromaticum CP5
Conclusion
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