Peptidoglycane et transpeptidases

1. Mise en place du peptidoglycane

Ci-dessous, quelques schémas concernant la biosynthèse du peptidoglycane (PG) chez les bactéries. Ils permettront de comprendre le mode d'action des β-lactames.

1.1 Etapes de synthèse du l'unité de base, de son transfert face externe et de la formation des trames glycanes

Lipid-linked steps of bacterial peptidoglycan biosynthesis. The lipid carrier is undecaprenyl phosphate. PBP, penicillin binding protein.

Copie adaptée d'une figure disponible librement sur internet : James A. Schoutena, Sangeev Baggaa, Adrian J. Lloydb, Gianfranco de Pascaleab, Christopher G. Dowsonb, David I. Roperb and Timothy D. H. Bugg ; Fluorescent reagents for in vitro studies of lipid-linked steps of bacterial peptidoglycan biosynthesis: derivatives of UDPMurNAc-pentapeptide containing D-cysteine at position 4 or 5 Mol. BioSyst., 2006, 2, 484-491

1.2 Pontages (réticulations) du peptidoglycane

Le degré de réticulation (par ponts peptidiques) du peptidoglycane dépend de 2 activités enzymatiques : les Dala-Dala-transppetidases qui vont réaliser les ponts peptidiques réticulants et les Dala-Dala-carboxypeptidase qui vont hydrolyser les motifs Dala-Dala et interdire alors les réticulations interpeptidiques sur les sites hydrolysés. Les 3 schémas ci-dessous expliquent ces 2 événements.

Un schéma simple de la transpeptidisation montrant la formation transitoire de l'acyl-enzyme (l'enzyme liée de façon covalente à son substrat peptidique).

Un schéma plus élaboré de la transpeptidisation (Figure reprise de http://wiz2.pharm.wayne.edu/module/betalactam.html, allez visiter !)

Ci-dessous un schéma où une activité Dala-Dala carboxypeptidase interdira un pontage ultérieur.

Les Dala-Dala-transpetidases et les Dala-Dala-carboxypeptidases sont appelées PBPs (Penicillin Binding Proteins). En effet, en se liant avec les pénicillines "confondues" avec le motif Dala-Dala, elles vont être inactivées. C'est ce qui va être raconté dans le paragraphe 3.