Language
Country/Area
No result found
La magie cachée dans les bactéries : comment les DD-transpeptidases sont-elles devenues de si bonnes cibles pour les antibiotiques ?
Dans la lutte contre les antibiotiques, les scientifiques travaillent dur pour trouver de nouvelles armes pour combattre les bactéries résistantes aux médicaments. L’une des cibles les plus notables est la DD-Transpeptidase, une enzyme bactérienne clé responsable de la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne et étroitement associée à la production d’antibiotiques β-lactamines tels que la pénicilline. Comment cette enzyme devient-elle une cible idéale pour les antibiotiques ? Cet article vous fera découvrir plus en détail cette interaction fascinante.
Qu'est-ce que la DD-transpeptidase ?
La DD-transpeptidase est une enzyme bactérienne qui catalyse le transfert d'un groupe D-alanine du donneur carbonyle de R-L-αα-D-alanine-D-alanine à la sérine de son site actif et de là à l'accepteur final. Cette réaction est cruciale dans la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne, notamment dans le processus de réticulation des chaînes de peptidoglycanes. La pénicilline se lie de manière irréversible à la DD-transpeptidase en formant un intermédiaire pénicillinylase hautement stable, inhibant ainsi son activité.
En raison de l’interaction de la pénicilline avec la transpeptidase, cette enzyme est également connue sous le nom de protéine de liaison à la pénicilline (PBP).
Mécanisme de la DD-transpeptidase
Le mécanisme des DD-transpeptidases est similaire à la réaction d'hydrolyse de la famille des trypsines. La réaction de réticulation se compose de deux étapes. Tout d’abord, la liaison D-alanine-D-alanine sur le précurseur peptidique est clivée, libérant la D-alanine à l’extrémité carboxyle et formant un intermédiaire acyl-enzyme. Cet intermédiaire est ensuite clivé et une nouvelle liaison peptidique est formée dans une deuxième étape. Le transfert de protons au cours de la réaction est au cœur de la discussion sur le mécanisme. Bien que l'acide et la base catalytiques spécifiques n'aient pas encore été clarifiés, cela démontre la complexité de la DD-transpeptidase.
Structure de la DD-transpeptidase
Les DD-transpeptidases appartiennent à la superfamille des pénicillyl-sérine transférases et présentent un motif conservé SxxK caractéristique. Ces motifs ont des fonctions clés dans la structure des protéines et sont regroupés au centre catalytique. Prenons comme exemple la DD-transpeptidase de l'actinomycète K15, sa structure consiste en une seule chaîne polypeptidique avec deux domaines. La fente catalytique de l'enzyme contient le quatuor critique de Ser35, Thr36, Thr37 et Lys38, qui travaillent ensemble pour exécuter des fonctions catalytiques.
L'enzyme est appelée DD-transpeptidase car la liaison peptidique vulnérable du donneur de carbonyle est étendue sous une forme D.
Fonctions biologiques et leur pertinence pour la maladie
Presque toutes les bactéries possèdent au moins une ou plusieurs sérine DD-peptidases monofonctionnelles. Dans la recherche sur les antibiotiques, la DD-transpeptidase est considérée comme une excellente cible médicamenteuse car elle est essentielle à la survie bactérienne, est accessible dans l’espace extracellulaire bactérien et n’a pas d’équivalent dans les cellules de mammifères. Cela fait de la DD-transpeptidase une cible majeure pour les antibiotiques β-lactamines.
Mécanisme d'action des antibiotiques β-lactamines
Les antibiotiques β-lactamines inhibent de manière compétitive l’activité de la DD-transpeptidase, l’empêchant de terminer la synthèse de la paroi cellulaire. En imitant la séquence D-alanine-D-alanine, les β-lactamines se lient à ces enzymes, inhibant le processus catalytique normal et initiant ainsi la lyse et la mort des cellules bactériennes. Ce processus peut être considéré comme un sujet important dans la résistance bactérienne aux médicaments.
Orientations futures de la recherche
La communauté scientifique étudie toujours plus avant comment optimiser les antibiotiques pour surmonter la résistance bactérienne. Des recherches plus poussées sur les DD-transpeptidases pourraient révéler davantage d’informations sur les mécanismes de résistance bactérienne et aider à développer de nouveaux antibiotiques plus efficaces. Cependant, il reste encore de nombreux défis inconnus dans ce domaine qui attendent que nous les résolvions. De nouveaux médicaments peuvent-ils être découverts pour surmonter la résistance bactérienne et améliorer la santé humaine ?
