Les enzymes microbiennes

BTS ABM
MICROBIOLOGIE (E4 – U42)
BTS BLANC 2010
BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR
ANALYSES DE BIOLOGIE MEDICALE
Epreuve E4 – Unité U42
Microbiologie
Coefficient : 2
Documents interdits – Calculatrice interdite
DUREE DE L’EPREUVE : 3h00
Il est demandé aux candidats de respecter la numérotation des questions.
La partie 6 doit être rédigée sur une copie à part.
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Les enzymes microbiennes
1. La synthèse du peptidoglycane
Le document 1 représente les premières étapes de la synthèse du peptidoglycane.
1.1.
Donner les légendes des éléments notés 1, 2, 3 et 4 sur le document 1.
1.2.
Indiquer le mode d’action de la vancomycine à l’aide de ce document 1.
1.3.
Le résultat partiel d’un antibiogramme par la méthode de dilution est fourni dans le
document 2.
1.3.1. Donner le principe de cette méthode en précisant notamment la signification des
lettres « c » et « C ».
1.3.2. Interpréter le résultat obtenu.
1.4.
Chez les entérocoques, la résistance de haut niveau à la vancomycine est codée par un
transposon, lui-même localisé sur un plasmide.
1.4.1. Sous forme de tableau, comparer les transposons et les plasmides.
1.4.2. Quelles sont les conséquences de la présence du transposon sur un plasmide ?
1.5.
La dernière étape de la synthèse est catalysée par une transpeptidase.
1.5.1. Expliquer le rôle de cette enzyme dans la synthèse du peptidoglycane.
1.5.2. Citer trois d’exemples antibiotiques capables d’inhiber cette enzyme.
1.5.3. Ce type d’antibiotique est toutefois inefficace chez certaines bactéries. Présenter un
mécanisme enzymatique de résistance des bactéries à ce type d’antibiotique.
1.6.
La quantité de peptidoglycane synthétisé et la structure de la paroi permettent de différencier
deux grandes catégories de bactéries. Expliquer cette différence et exposer les étapes de la
coloration permettant de la mettre en évidence.
1.7.
Donner le nom des bactéries incapables de synthétiser le peptidoglycane.
2. Les enzymes respiratoires
2.1.
La cytochrome c oxydase
2.1.1. Quel est le rôle physiologique de cette enzyme ?
2.1.2. Donner le principe de la mise en évidence de cette enzyme au laboratoire de
microbiologie.
2.1.3. Citer deux espèces de bacilles à Gram négatif présentant une réaction positive à ce
test.
2.2.
La catalase
2.2.1. Quel est le rôle physiologique de cette enzyme ?
2.2.2. Proposer un protocole de mise en évidence de cette enzyme au laboratoire de
microbiologie.
2.2.3. Montrer l’intérêt de ce test chez les coques à Gram positif.
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2.3.
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La nitrate réductase A
2.3.1. Ecrire la demi-équation de la réaction catalysée par cette enzyme.
2.3.2. Quel est le rôle des nitrates dans ce cas ?
2.3.3. A l’aide du document 3, expliquer la mise en évidence de cette enzyme dans le
système d’identification miniaturisé API 20 E.
3. Les enzymes du catabolisme
3.1.
La composition du milieu CLED est fournie sur le document 4.
3.1.1. S’agit-il d’un milieu synthétique ou empirique ? Sélectif ou non sélectif ? Justifier les
réponses.
3.1.2. Quels sont les types trophiques vis à vis du carbone et de l’énergie des bactéries se
développant sur ce milieu ?
3.1.3. Quel est le rôle de la L-cystine ?
Donnée : la cystine est une molécule composée de deux acides aminés cystéine.
3.1.4. Indiquer, en justifiant la réponse, la couleur des colonies formées sur ce milieu par
une bactérie lactose positif, telle qu’Escherichia coli.
3.1.5. Indiquer, en justifiant la réponse, la couleur des colonies formées sur ce milieu par
une bactérie lactose négatif, telle que Proteus mirabilis.
3.1.6. En déduire l’intérêt de ce milieu dans le cadre de l’ECBU. Citer un autre milieu
utilisable dans ce contexte.
3.1.7. Nommer l’enzyme permettant l’utilisation du lactose et expliquer brièvement la
régulation de l’expression du gène codant pour cette enzyme.
3.1.8. Présenter la réalisation d’un test rapide permettant de vérifier l’absence de cette
enzyme dans le cas ou une bactérie apparaît lactose négatif sur milieu CLED.
3.2.
Le test « uréase » est utilisé en microbiologie pour identifier les entérobactéries ou les
levures.
3.2.1. Ecrire l’équation de la réaction catalysée par l’uréase.
Donnée : formule de l’urée ci-dessous.
3.2.2. Indiquer les modalités de lecture de ce test.
3.3.
Après isolement sur gélose au sang, le micro-organisme responsable de la listériose fœtomaternelle peut être identifié en microgalerie API® Listeria.
3.3.1. Le test « DIM » est lu après ajout du réactif « ZYM B », dont le flacon porte le
pictogramme ci dessous :
Donner la signification de ce pictogramme de sécurité et citer une précaution à
prendre lors de l’utilisation de ce réactif.
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3.3.2. Une colonie suspecte a donné le profil biochimique ci dessous :
-
A quoi correspondent les valeurs présentes dans le tableau de lecture de la galerie
API® Listeria (document 5) ?
-
Identifier l’espèce correspondant au profil biochimique expérimental.
-
Préciser s’il s’agit de l’espèce responsable de la listériose.
4. Les enzymes de virulence
La streptolysine O lyse la membrane des érythrocytes et d'autres cellules (leucocytes et plaquettes) en
se liant au cholestérol. La streptolysine O est antigénique et suscite la formation d'anticorps dénommés
antistreptolysines O (ASLO) dont l'élévation du titre sérique constitue un bon marqueur d'infection à
streptocoque du groupe A. L’intérêt du dépistage des angines streptococciques est la prévention du
rhumatisme articulaire aigu et de la glomérulonéphrite.
4.1.
Proposer un milieu d’isolement sélectif permettant la mise en évidence d’un streptocoque
producteur de streptolysine O dans un prélèvement de gorge.
4.2.
Comment poursuit-on le diagnostic à partir du milieu d’isolement ? Expliquer les différentes
étapes et les techniques utilisées.
4.3.
Présenter le principe du titrage des ASLO.
4.4.
Déterminer le titre du sérum dont les résultats sont présentés sur le document 6. Conclure.
Donnée : la valeur définie comme limite pathologique est 200 IU.mL-1.
4.5.
Citer un autre anticorps anti-exoenzyme streptococcique pouvant être recherché afin de
confirmer le diagnostic.
5. Les enzymes virales
Le HIV (Human Immunodeficiency Virus) est un rétrovirus : c'est un virus enveloppé dont le génome est
constitué de deux molécules identiques d’ARN monocaténaire, de polarité positive. Pour se répliquer,
l’ARN sert de matrice pour la synthèse d'une molécule d’ADN double-brin appelé provirus. Cette
synthèse se fait par une enzyme contenue dans la particule virale.
5.1.
Réaliser un schéma légendé d’un rétrovirus.
5.2.
Expliquer ce qu’est un « ARN monocaténaire, de polarité positive ».
5.3.
Donner le nom de l’enzyme contenue dans la particule virale et préciser son activité.
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6. Une cible enzymatique contre un parasite (à rédiger sur une copie séparée)
Pour endiguer la toxoplasmose, les scientifiques cherchent de nouvelles cibles thérapeutiques. Un
médicament potentiel a été découvert, agissant au niveau enzymatique : il inhiberait la maturation des
oocystes chez l'hôte définitif de la toxoplasmose.
6.1.
Définir l’expression « hôte définitif » en parasitologie.
6.2.
Quels sont les hôtes définitifs de la toxoplasmose et pourquoi ?
6.3.
Quel organe, chez l'hôte définitif, héberge les oocystes ?
6.4.
Pourquoi l'homme n'est pas l'hôte définitif dans le cas précis de la toxoplasmose ?
6.5.
Expliquez la contamination humaine toxoplasmique (schéma recommandé).
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Document 1
Synthèse du peptidoglycane
Document 2
Antibiogramme par la méthode de dilution
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Document 3
Tableau de lecture de la galerie API 20 E (extrait)
Document 4
Composition du milieu CLED
peptone
4,0 g
extrait de viande
3,0 g
peptone trypsique de caséine
4,0 g
L-cystine
0,128 g
lactose
10,0 g
bleu de bromothymol
0,02 g
agar
13,0 g
eau
qsp. 1 L
pH = 7,3
Document 5
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Document 6
Titrage des ASLO : résultats obtenus avec un sérum
n° de cupule
1
2
3
4
5
6
Titre en IU.mL-1
100
200
300
400
600
800
Hémolyse
non
non
non
non
oui
oui
7
8
≥ 1200 Témoin sérum
oui
non