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Cours microbiologie structure, morphogenese, quorums sensing ….

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Course
Microbiologie

Institution
Lyon I - Université Claude-Bernard

Cours résumer sur la microbiologie comprenant les cours détaillées des structures des cellules bactériennes, la morphogenese, les antibiotiques, cible et resistance microbienne ainsi que les différentes stratégies infectieuse

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Uploaded on November 21, 2022
Number of pages 49
Written in 2020/2021
Type Class notes
Professor(s) Cotton et poussereau
Contains All classes

quorum sensing
antibiotique
mode d’infection
struture
morphogenese
resistance
cible

Institution
Lyon I - Université Claude-Bernard
Education
Biologie
Course
Microbiologie

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lOMoARcPSD|6613290

Cours microbiologie 2 P.Cotton
Eléments de structure et aspects de morphogénèse des bactéries
Antibiotiques : mode d’action, structure, cibles, résistance, solutions

Chapitre 1. Eléments de structure de la cellule
bactérienne :
1-La Paroi structure, division cellulaire et biosynthèse du PDG :
a) Rappels :
Importance fondamentale dans les interactions bactérie/environnement : Contact avec
l’extérieur (envir), adhérence, forme, maintien la forme de la bactérie et équilibre osmotique, la
pression interne (3 à 20 atm) pousse memb plasmique contre paroi (absorbotrophie= permet
avoir forte pression osmotique interne), reconnaissance hôte patho, immunité (le PDG et le LPS
activent SI), cible d’Abio (biosynthèse paroi) et support d’action d’enzymes DiNérences de
structure Gram+ et Gram. Absorbotrophie = système pour drainer nutriments la bact secrète
enz pour dégrader éléments externes pour manger.
b) structure du peptidoglycane (PDG) :

PDG= chaîne alternance de 2 sucres : NAM et NAG lié
liaison glycosidique stable β (1→4). Chaînes parallèles
accrocher entre elles par des AA sur NAM, 3ème AA lié au 4ème
AA d’en face. Enzyme naturel contre bact lysozyme → coupe
liaisons β (1→4).
4 AA liés NAM : D-AlaL-Ala (3ème AA)  Ac D glutamique,
lysine ou acide Diaminopimélique (DAP) = Pentapeptide.
Liaison entre pentapeptide.

 Ex chez E. coli (G-) : 1L-ala--> 2Dglu--> 3L-lys ou
DAP→ 4Dala tous les NAM ne font pas tous des
liaisons, on a des liaisons (CO-NH) liaison 3 ème AA et
4ème AA. Chez les G- on a un pontage mais chez
certaine G+ c’est un inter peptide qui fait la
liaison.
Beaucoup de diNérence de liaison. Majoritairement : D-Ala en position 4 est connecté au m-
DAP ou L-Lys en position 3 par des transpeptidases.
Le PDG Chez G + contiendra des acide téichoïque LTA et WTA Qui lie le PGD à la membrane
plasmique. Chez les G- il y a un espace Périplasmique entre membrane et paroi (memb ext) et il
y a des LPS dans le PDG (lipopolysaccharide).
c) Le remodelage du Peptidoglycane lors de la division cellulaire : rappels
sur la division cellulaire :
Division cellulaire est moment où les bactéries sont fragiles :

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 Bact double de taille pendant
phase croissance (à ce moment
synthèse PDG grande quantité)
Réplication du chromosome
bactérien.
 Division : pas de coupure du
PDG mais cicatrice là où le PDG
viens se mettre pendant la
séparation. Le PDG forme une
armure pendant la division.
Le remodelage du Peptidoglycane lors de la vie bactérienne : ROLE DES PG
HYDROLASES :

PG - (PeptodiGlycane) hydrolases sont essentielles pour le remodelage du PDG (peptidases,
glycosidases =autolysine car cell se fait des trous pour accrocher l'ancien et nouveau PDG). Elle
sert pendant la croissance (recycle PDG), sporulation (dégrade PDG). Division cellulaire
implique : allongement, élasticité du PDG et action des autolysine = PG hydrolases
(glycosidases, endopeptidases) incorporation de nouveau matériel (jonction= cicatrice). La
paroi= structure dynamique (sporulation/ division…).
d) Le divisome : Division cellulaire et biosynthèse du PDG :

Division cellulaire = allongement puis division, on a un
Maintien de l’intégrité de la paroi et de la forme cellulaire
mais les évènements sont diNérents selon les bactéries.
Division diNérente (en termes de synth de PDG) entre les
bactéries : (jaune =synthèse du PDG et rouge zone
assemblage) :
 Coques cellules sphériques : synthèse centrale et
PDG se met aux extrémité, in de cellule ille 50 %
PDG nouveau 50 % ancien.
 Bacilles, (rare) : PDG synthèse centrale et s’étend
autour lieu de synthèse, synthèse aux Pole et
assemblé jusqu'au centre.
 Bacilles, (fréquent) : photo

Synthèse et lieu d’assemblage grâce au cytosquelette qui
donne l'information de position. Le cytosquelette et le chef
d'orchestre de ce mécanisme :
 FtsZ tubuline bactérienne : protéines en anneau
indiquant le plan de division (endroit division et où new
PDG), positionnement de la spore…. Chez toute les bact.
 MreB actine bactérienne : disposition en hélice,
allongement cellulaire et contrôle de la largeur de la
cellule. Il gère position synthèse PDG. Chez toutes les
bact (pas chez coques).

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 Crescentine= Olaments intermédiaires : tension, courbure… Que bacille car forme de
haricot.

Divisome= Couplage synthèse PDG, division,
cytosquelette bactérie. C’est un ensemble 30 Prot
membranaire s’assemble sur l’échafaudage de
tubuline FtsZ. Des protéines avec des caractères
diNérents. Ex : PBP 3= protéine appliquer dans la
synthèse du PDG on les appelle les pénicilline
Binding Protein. Quand il y a de la pénicilline elle se
jette dessus. PBP 3 fais biosynthèse du PDG.
Contrôle div cellulaire par le cytosquelette (FtsZ). Dynamique ilam tubuline organise synthèse
de PGD au septum.

Le divisome : Division cellulaire et position de FtsZ : La polymérisation
de la tubuline restreint centre grâce au système MIN très précis. Isoler par
syst occlusion, les Prot MIN sont au pôle et empêche FtsZ d'aller ailleurs
qu'au centre. Le système MIN se désagrège et s’envoie vers l'autre pôle.
MIN E envoie MIN C et D vers l'autre pôle  ramène FtsZ au centre et
positionnement des futur sillon de division.

e) biosynthèse du peptidoglycane (Quels précurseurs?)

Biosynthèse PDG se fait à
partir du précurseur :
 NAG est transformé 
NAM. NAM et NAG sont
liés à des UDP.
 NAM+5AA= nucléotide de
PARK et le PARK+NAG-
UDP=DSP.
 NAG-UDP arrive juste
avant le passage de la
membrane plasmique, ils
sont pris en charge par
transporteur ce
transporteur bactoprénol
a besoin de phosphate
pour transporter. Les DSP
se retrouve à l'extérieur de la membrane plasmique et sera accroché par PLPs.
Details des étapes :
 UDP-NAG (cytoplasme) = précurseur, puis modiié en NAM
 Ajout AA successif sur NAM c'est L-Ala il vient se ixer cela consomme un PEP
(phosphoénolpyruvate) puis les D-glu et lys (ou DAP) et les 2 Ala terminal. UDP-NAM+5
AA=nucléotide de PARK.

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 Ajout du UDP-NAG qui vient se ixer et il forme le DSP (disachpeptide) avant transport
membranaire
 Passage à la face externe de la membrane et assemblage du PDG à la face externe
 Action des PBP pour l’assemblage du PDG (elle vient accrocher les briques de PDG)

 Sites d’action des antibiotiques dans la voie de biosynthèse du PDG (= cible des antibio) Abio
empêche :
 1 : transformation NAG → NAM (perturbation enzymatique)
 2 : Ajout du NAG (perturbation enzymatique)
 3 : Phosphorylation du transporteur lipidique
 4 : Blocage du passage de la membrane (encombrement)
 5 : Assemblage du peptidoglycane perturbé (PLPs)

Le cas des béta lactames : bêtalactamines (toute un noyau β-lactame) famille à laquelle
appartient les pénicillines. G+ elle pénètre par diNusion et G- par porine memb externe →reste
extérieur dans périplasme →empêche PLP assembler brique PDG et PLP ixe la pénicilline et
forme complexe table ce qui bloque la biosynthèse du PDG. Peut former un pont β-lactame
=analogue structural de la liaison terminale D-Ala-D-Ala  Inhibition compétitive des enzymes
(ENet bactériostatique).

f) Paroi des bactéries Gram- :

La paroi des G- est composé de :
Porines : pores protéiques passage de
molécules indispensables ; Lipoprotéines
(LPS) : lien entre PDG et membrane ;
Protéines de structure. Membrane
externe : bicouche asymétrique,
phospholipides sur la face interne et 19
ancrage hydrophobe du LPS sur la face
externe. Passage diucile des molécules
chargées. Les sucres forment une
barrière de protection et un iltre.

Le LPS : il est composé de 3 domaines de structure diNérentes :
hydrophobe, polysaccharidique central, distal polymérisé. Les résidus
de LPS sont des toxines très toxique (Lip A) pour les animaux pouvant
entrainer pour certaine un choc septique a faible concentration. Le LPS
est composé de Polysaccharide O= (antigène O) adhérence et
résistance à la phagocytose et Lipide A  conformation des porines -
>résistance aux antibiotiques c’est cette partie qui est toxique et
détecté par les animaux.
Détection du lipide A (syst immu animal) par récepteur syst immu
inné TLR4 chez les animaux (détection microbe). LPS détecté
directement ou en se liant à Prot du sérum. Une fois perçu par les
récepteurs un signal sera transmis au noyau qui va enclencher une
réponse transcriptionnelle : choc septique ou guérison.

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