Mécanisme d'action d'un nouveau peptide lantibiotique de Bacillus clausii sur des modèles de membranes bactériennes : une approche par résonance magnétique nucléaire et par imageries optiques

Abstract

La clausine est une bactériocine sécrétée par la souche probiotique Bacillus clausii. Elle est active contre des bactéries multi-résistantes aux antibiotiques, comme le MRSA (Staphylococcus aureus résistant à la méticilline) et le VRE (Enterococcus résistant à la Vancomycine). Nous avons produit, purifié, caractérisé la structure de la clausine et effectué des expériences d'interaction par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du liquide. La clausine s'est révélée être un nouveau peptide maturé de la famille des lantibiotiques. Il est composé de trois ponts thioéthers ou lanthionines, d'un pont aminovinyle et de trois résidus deshydratés. La clausine possède une structure tri-dimensionnelle bi-modulaire, similaire à la fois à la nisine et à la mersacidine. Comme ces dernières, elle s'est révélée se lier aux lipides bactoprénols, tels que le lipide II (LII) et l'UndécaprénylPyroPhosphate (UPP), empêchant ainsi la formation de la paroi bactérienne. Nous nous sommes ensuite focalisés sur le mode d'action de la clausine sur des modèles de membranes bactériennes. Dans ce but, nous nous sommes basés sur la composition phospholipidique de trois bactéries affectées par la clausine : Staphylococcus aureus, Micrococcus Luteus et Bacillus Megaterium. Nous avons utilisé la RMN du solide du 2H et du 31P pour caractériser l'effet de la clausine sur la dynamique membranaire, ainsi que l'éllipsométrie et l'épifuorescence avec le LII-dansylé pour visualiser son effet sur des monocouches lipidiques. La clausine seule a entraîné une désorganisation membranaire à fort ratio peptide/lipide et formé des domaines. Nous avons souligné l'importance de la tête polaire des bactoprénols sur la dynamique lipidique. Nous avons finalement observé un effet synergique de la clausine avec les bactoprénols, suggèrant la formation de domaines « raft-like » organisés en réseau avec l'UPP ou en fibre avec lelipide II. Nos résultats in vitro permettent d'expliquer les divisions cellulaires aberrantes observées in vivo par un mécanisme de séquestration des bactoprénols par les peptides lantibiotiques.