Systèmes de sécrétion bactérienne

Arichi Bouchra

Mais celui-ci n'est

véritablement reconnu

qu'à partir du milieu du

XIXe siècle à la suite des

travaux de Louis

PASTEUR et de ses

élèves.

Anton VAN LEEUWENHOEK (1632-

1723),drapier hollandais et grand

amateur de loupes et

instruments d'optique,

découvre et décrit entre 1674

et 1687 le monde microbien

«les animalcules »

En 1866, HAECKEL crée le terme

de protistes (eucaryotes,

procaryotes) pour désigner,

entre le monde animal et le

monde

végétal, les êtres

unicellulaires et les êtres

pluricellulaires sans tissus

différenciés

En 1878, SEDILLOT crée

le terme de microbes

parmi lesquels on

distinguera ensuite les

bactéries proprement

dites et les virus,,

Dé

co

uv

er

te

du

mo

nd

e m

icr

ob

ien

Qu’est ce qu’une bactérie?

o Microscopique (20nm -1µm)

o Unicellulaire

o Ubiquitaire

o Procaryote ( dépourvue du noyau)

o Grande capacité de multiplication

(doublement de la population en 20mn).

Paroi

Capsule

Membrane Plasmique

Ribosomes Cytoplasme

Plasmide

Flagelle

PiliGranulation de réserve

Chromosome(ADN)

Figure1, schéma montre la structure de la bactérie

les spirochètes: Treponème (Syphilis)

Forme cylindriqueForme arrondie

les coques: Streptocoques

Forme incurvée ou spiralée

les vibrions : Vibrio cholerae

les bacilles: Salmonella

Les formes des bactéries?

o Une caractéristique importante des

bactéries est la paroi cellulaire qui permet

La forme et protection contre le milieu

extérieur.

Les échange entre la bactérie et le milieu

environnemental.

La paroi bactérienne

o Basées sur la différence de la

structure et de la composition

chimique de cette paroi

cellulaire, les bactéries

peuvent être divisées en deux

groupes : Gram négatif et Gram

positif.

Cytoplasme bactérien

Milieu extérieur

Périsplasme

Membrane interne

Membrane externe

Macromolécules (protéines, nucléoprotéines)

Les systèmes de sécrétion bactérienne

o La plus importante voied’export de protéines,(chez lesarchées, les eubactéries et leseucaryotes)

o Sa présence est indispensablepuisque son absence est létalepour la bactérie.

o Il permet le passage desprotéines vers le périplasme

Le système SEC

o Le système comprend laprotéine cytoplasmiqueSecA qui permet unapport d’énergie parl’hydrolyse de l’Atpnécessaire pour lefonctionnement de lamachinerie,

Le système SEC

Le système TatTwin Arginine

Translocation.

o Découvert dans la membrane desThylakoïdes du maïs,

o Un système alternatif fut misen évidence chez E. Colipermettant la translocation deprotéines repliées et activéesau sein du cytoplasme et dontl’énergie dépend du (∆ Ph)

o Ce mode est incompatibleavec la nécessité pourcertaines enzymes de fixerdes cofacteurscytoplasmiques pourdevenir actives, notammentles métalloenzymes deschaînes respiratoires liéesà la face périplasmique desmembranes.

Le système Tat

Classés selon - Composition enprotéines

- Leurs similitudes enacides aminés

Les types de systèmes de sécrétion

SST1

- La protéine ABC (ATP BindingCassette), le moteur du système selocalise au niveau de l’Mi,

- La protéine MFP (MembraneFusion Protein) est l’AdAptAteurentre l’Me et l’iM

- La protéine OMP formant le porede l’Me.

Se compose de trois protéines permettant la sécrétion

d’exoprotéines en une seule étape :

Ha HAHA

Les T1SS permettent la sécrétion deprotéines de différentes tailles etfonctions. (ex: α hémolysine (HlyA)chez E. coli)

OMP

MFP

ABC

Cytoplasme bactérien

Périsplasme

MI

ME

SST1

Ha HAHA

WAAAA

o A été identifié pour la première foischez la bactérie K. Oxytoca en 1987.

o Consiste en un assemblage de 12 à 16protéines différentes comprenantATPase, une Protéine Chaperonne etune Peptidase

o Le sst2 met en jeu les deux systèmesde transport moléculaires : systèmeSEC et TAT.

SST2

Sec ou Tat

SST2

transférées àtravers lamembrane internede la bactérie parles systèmes detransport SEC ouTAT

Une fois dans lepériplasme, lesprotéines sontensuitetransportées versl’extérieur par leSST2

La sécrétion des protéines

en deux étapes Exportation

Sécrétion

SST2 : un facteur important de virulencedes bactéries pathogènes et sécrète desprotéines dans l’environneMentextracellulaire où elles sont capables dedégrader des composés des cellules

SST2

SST3

o Se compose d’une vingtaine deprotéines formant une seringuepermettant l’injection deprotéines du cytoplasme de labactérie directement dans lacellule de l’hôte où ils peuventmoduler une grande variété defonction y compris les réponsesimmunitaire

o deux parties :le corps basal et son

- Un disque protéique, (ME) permettant lasécrétion de macromolécules

- Un disque protéique permet un lien entrel’Mi et l’Me en formant un pore

- Une plateforme protéique, formée deprotéines de la famille YscQ. eninteraction avec le cytoplasme et l’Mi,est en association avec l’AtpAse de laplateforme ,

- l’hydrolyse de l’Atp par l’AtpAse permetde fournir de l’énergie à la sécrétion.

corps basal :SST3

Disque protéique

ATP

Plateforme protéique

Disque protéique

Cytoplasme bactérien

Milieu extérieur

Périsplasme

Membrane interne

Membrane externe

SST3

SST4

o Composé d’Au moins 11protéines

o Servent au transport deprotéines les complexesmacromoléculaires (composésde protéines seules ou bienassociées à de l’Adn) formantun canal à travers la paroibactérienne,

Les systèmes deconjugaison permettant letransfert d’Adn vers unecellule réceptrice cible enétablissant un contactdirect (conjugaison).

Le système le mieuxcaractérisé est le systèmevirb d’agrobacteriumtumefaciens (bactériephytopathogène

Les systèmes de transport deprotéines qui exportent lesmolécules effectrices dupathogène vers les celluleseucaryotes durantl’infection.

La plupart de ces T4SSinjectent leur substratdirectement dans le cytosolde la cellule eucaryotecomme pour les T3SS.

Les systèmes dites de «compétence » assurantl’échAnge d’Adn avec le milieuextracellulaire

Récemment, une autre famillede T4SS a été découverte quipermettrait le transfertd’îlot de pathogénicité entreles bactéries

Cette sécrétion par les T4SSpeut être dépendante dusystème Sec avec une étapepériplasmique mais peut aussi sefaire en une seule étape (ducytoplasme au milieuextracellulaire ou dans lecytosol de la cellule cible).

SST4

Le pilus se localisant au niveau dela surface de la bactérie estcomposé de VirB2 et VirB5.

Le canal transmembranaire composéd’une dizaine de protéines VirB. VirB1(transglycolase permettant

une lyse localisée de la paroibactérienne pour permettre la miseen place du T4SS)

VirB7 et VirB9 (hétérodimère)localisé au niveau de l’Me,

VirB8, VirB10 : protéines de l’iM avecun large segment périplasmique.

Pilis

Can

al

tran

sme

mb

ran

aire

SST4

Cytoplasme bactérien

Milieu extérieur

Périsplasme

Membrane interne

Membrane externe

SST5

Les familles du système V

Autotransporteurs

(Va ou AT-1)

les systèmes à deux partenaires

(Vb)

Système chaperonne

-usher (Vcou AT-2).

structure et mode debiogénèse similairesdes différentesprotéines de cessystèmes.

la particularité defonctionner enabsence d’Atp,

Les autotransporteurs sont constitués d’une seule protéine comprenant

plusieurs domaines Domaine β

Traverse la membrane externe bactérienne,

Domaine

passager

Domaine extracellulaire

Région de liais

on

Située entre ces deux domaines

SST5

SecDEFGY

SEC

Domaine B

Domaine passager

Région de liaisonMolécule effectrice

NTP

SEC

Atps

Représentation schématique du système de sécrétion de type V

Va Vb Vc

Va : autotransporteur(AT-1)Vb: système à 2 protéines(tps) Vc :autotransporteur trimériqu ( AT-2)

SST6

Ce système de sécrétion a étéproposé par Pukatzki et sescollaborateurs (2006)

Composé de 12 à 25 protéines

Responsable de la sécrétiondes protéines HCP (Hemolysin-Coregulated Protein) et estcodé par les gènes Vas(virulence-associated

o La découverte de cesystème étant récente, lesdonnées sur la composition,son mode d’AsseMblAge etsa topologie sont trèspauvres.

o A cause de cela, leshypothèses sur lescaractéristiques des T6SSs

SST6

SST7

Composé de 12 à 25 protéines

A été caractérisé pour lapremière fois chez Cholerae deVibrio et PseudomonasAeruginosa

Présent chez les bactériesGram +

En conséquence, les génomes de cesespèces encodent une famille desystèmes de sécrétion spécialiséscollectivement appelés lessystèmes de type VII section (T7SS)

Bien que les bactéries Gram + ontseulement une seule membrane,certaines espèces, notamment lesmycobactéries, ont une paroicellulaire qui est fortementmodifiée par les lipides, appeléMycomembrane.

SST7

Ancré à la membrane interne de la lier c-terminales des

effecteurs, qui sont invariablement sécrétée comme

hétérodimères.

Composé de protéines encore inconnues

Formé par la protéine membranaire intégrale rv3877

canal de

translocation membranaire interne

canal distinct dans le mycomembrane

Chaperone-like

atpases

Les modèles actuels de ce

système suggèrent

C o n c l u s i o n

Les bactéries sont présentes

p a r t o u t s u r T e r r e

,s u r l e s o l , l e s

m u r s , d a n s l ’e a u ,

s u r n o s aliments et même a

l’intérieur d e n o t r eo r g a n i s m e

Malgré l e u r p e t i t e s s e ,

elles jouent un rôle très

i m p o r t a n t e t i m m e n s e

d a n s n o t r e v i e ,

Bac

téri

es

pat

ho

gèn

es

B a c i l l e

d e k o c h

(L a

t u b e r c u l

o s e )

clostridium tétanie

(le tétanos)

a n t i b i

o t i q u e

s

Bactéries inoffensives

Digérer endégradentcertainesmoléculesd’AliMentsque nous nesavons pasdégrader

Produisent enéchange desmolécules quenousabsorbons(lavitamine K qui esten partiefabriquée par lesbactéries denotre tubedigestif(coagulation du

Mais beaucoup de bactéries s o n t

i n o f f e n s i v e s et utiles pour

nous ,elles nous aident à:

E l l e s s o n t

r e s p o n s a b l e s d e l a

biodégradation sans ces bactéries, tout ce qui

s’accumule sur terre depuis des millénaires

formerait un amas de déchets q u ia t t e i n d r a i t l a l u n e .F e r me n t a t i o n

F a b r i c a t i o n d u f r o ma g e

M e r c