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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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Problématique
Listeria monocytogenes
Lactococcus lactis
Bactériocine (Nisine, E234)
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Carnobacterium maltaromaticum : une souche compétitrice de
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes
ATCC15313
Carnobacterium maltaromaticum
CP5
Inhibition due à une bactériocine de classe IIa : Cbn BM1.
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Qu’est-ce qu’une bactériocine ?
Peptide antibactérien
Synthétisé par voie ribosomale sous forme d’un précurseur
Modifié ou non par voie post-traductionnelle
Spectre d’action étroit
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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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Qu’est-ce qu’une bactériocine de classe IIa ?
Structurée en hélice  uniquement en milieu apolaire
Leucocine A
Carnobactériocine B2
Sakacine P
Curvacine A
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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
Milieu extracellulaire
Cytoplasme
Les bactériocines ciblent la membrane bactérienne :
- Perturbation des potentiels membranaires
- Modification de la fluidité membranaire
- Perturbations morphologiques des bactéries
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Perturbation des potentiels membranaires
Deux potentiels membranaires composent la force protomotrice :
- Le pH : gradient transmembranaire d’ions H+
- Le  : gradient transmembranaire d’ions K+ et Na+
Milieu extracellulaire
Cytoplasme
 pH
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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Mesure du potentiel  de Listeria monocytogenes
Fluorescence Intensity (A.U.)
Sonde : DiSC(3)5
Ajout de
Nigéricine
Ajout de Cbn BM1
t (s)
Cbn BM1 perturbe le potentiel  de L. monocytogenes.
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Mesure de la fluidité membranaire
Mesure de l’anisotropie de fluorescence
Utilisation de deux sondes :
- Le TMA-DPH : pour la fluidité de la surface de la membrane
- Le DPH : pour la fluidité du cœur de la membrane
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Mesure de la fluidité membranaire
Variation of fluorescence anisotropy (A.U.)
Fluorescence Anisotropy Variation(A.U.)
250
200
150
Surface de la
membrane
Cœur de la
membrane
100
50
0
-50
L. monocytogenes
EGDe ΔmptI
L. monocytogenes
EGDe
Cbn BM1 rigidifie uniquement la surface de la membrane de
Listeria monocytogenes EGDe.
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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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Conclusion
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
Ces différentes études ont également été réalisées en fonction de l’état
physiologique des bactéries cibles.
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