Inhibition du ribosome bactérien par les peptides naissants et antimicrobiens

Abstract

Le ribosome bactérien (70S) catalyse la formation de la liaison peptidique et représente une cible majeure pour les antibiotiques. Le peptide synthétisé passe à travers le tunnel de sortie de la sous-unité 50S du ribosome avant d’être libéré dans le cytoplasme. Des peptides spécifiques peuvent inhiber la traduction en agissant en cis (peptides naissants) ou en trans (peptides antimicrobiens riches en proline, PrAMPs) sur ce tunnel. Il a été montré que les PrAMPs inhibent la synthèse des protéines en se liant au ribosome 70S. Au cours de ma thèse, j’ai résolu les structures cristallines de quatre PrAMPs en complexe avec le ribosome 70S. J’ai ainsi pu révéler que tous ces peptides recouvrent le centre peptidyl transferase (PTC) et se lient avec le tunnel dans une orientation inverse par rapport au peptide naissant. J’ai aussi pu conclure que les PrAMPs inhibent la traduction en bloquant la transition de la phase d’initiation vers l'élongation. L'arrêt de la traduction induit par le peptide naissant se produit lorsqu'un peptide naissant interagit avec le tunnel, entraînant l'inactivation du PTC. L'arrêt peut être uniquement dû à la séquence du peptide ou peut nécessiter un co-inducteur, tel un antibiotique. Les mécanismes d'action des peptides d'arrêt courts (motifs polyproline ou M+X(+)) restent inconnus. Afin d'étudier ces peptides de manière biochimique et structurale, j’ai formé des complexes ribosomaux bloqués avec un peptidyl-ARNt d'arrêt préparé à l'aide d'un ribozyme appelé flexizyme. J’ai ainsi pu obtenir une structure par cryo-EM d’un 70S bloqué par un motif M+X(+) en présence d'érythromycine et de formuler un modèle expliquant l'inactivation allostérique du PTC.