Un des agents pathogènes responsables de pneumonie nosocomiale, la bactérie
Staphylococcus aureus est devenue résistante aux antibiotiques. Les chercheurs étudient un traitement alternatif au moyen d’une enzyme, la Lysostaphine. En effet, la propriété bactériolytique de cette enzyme permet de viser l’intégrité vitale de
S. aureus en réagissant avec le polymère peptidoglycane tapissant la paroi de la bactérie.
Pour comprendre plus précisément le mode opératoire, les chercheurs de l’Irig ont utilisé deux enzymes de la même famille, Lysostaphine et LytM, car elles sont apparentées sur le plan évolutif mais possèdent des fonctions différentes.
L’équipe de l’Irig a étudié l’activité lytique élevée des enzymes Lysostaphine et LytM contre la bactérie
S. aureus, en ciblant le pont glycil-glycine reliant les brins peptidiques du polymère de la paroi de la bactérie.
Le suivi de la réaction catalytique dévoile que ces deux enzymes agissent d’une manière similaire sur les fragments de polymère mais que seule la Lysostaphine est capable de solubiliser le polymère entier.
L’analyse des données de la caractérisation par résonance magnétique nucléaire (RMN) conduit à des modèles cohérents d'amarrage des enzymes sur le polymère.
Les chercheurs ont montré que chaque enzyme réagit distinctement avec le polymère selon la complexité de
réticulation, et présente donc des fonctions biologiques différentes (voir
figure).
Figure : Modèle de l'activité de deux enzymes LytM et Lysostaphine appartenant à la même famille mais modulée différemment par l'état de réticulation du peptidoglycane bactérien.
Grâce à la résonance magnétique nucléaire, combinée à la spectrométrie de masse, ce travail propose un modèle dans lequel la
réticulation du peptidoglycane affecte différemment l'activité et la sélectivité des enzymes Lysostaphine et LytM. Cette différence est à la base du rôle spécifique de chaque enzyme structurellement apparentée. Ces résultats mettent en lumière l'interaction complexe entre les enzymes et leurs substrats. Ils ouvrent la voie à des stratégies antibactériennes ciblées.
Réticulation = transformation linéaire en polymère tridimensionnel par création de liaisons transversales.