Bactéries gram-positives pathogènes, tel que S. gordonii , exporter une adhésine riche en sérine pour faciliter leur fixation aux cellules hôtes. Adhesin utilise une voie de sécrétion dédiée, avec plusieurs étapes se produisant dans le cytosol avant sa translocation à travers la membrane. L'adhésine GspB (en rouge) est d'abord modifiée par la N-acétylglucosamine (hexagone orange) et le glucose (hexagone blé) dans un ordre strictement séquentiel. Il est ensuite dirigé vers la membrane par un complexe de trois protéines de sécrétion accessoires (Asp 1-3 ; montré en vert, bleu, et rose), dont deux ressemblent à des protéines de liaison aux glucides (les structures des cristaux sont représentées par des diagrammes en ruban intégrés dans une présentation remplissant l'espace). Finalement, L'adhésine GspB est déplacée à travers la membrane par une ATPase dédiée (SecA2) et un canal membranaire (SecY2) (tous deux représentés en cyan). Crédit :Yu Chen, Faculté de médecine de Harvard
Des chercheurs de la Harvard Medical School, l'Université de Californie, San Francisco, et l'Université de Géorgie ont décrit comment la protéine qui permet aux bactéries streptococciques et staphylococciques de se coller aux cellules humaines est préparée et conditionnée. La recherche, ce qui pourrait faciliter le développement de nouveaux antibiotiques, paraîtra dans le numéro du 6 avril du Journal de chimie biologique .
Toutes les bactéries ont un système de sécrétion standard qui leur permet d'exporter différents types de protéines en dehors de leurs cellules. Une classe importante de molécules extracellulaires produites par des bactéries pathogènes sont les adhésines, protéines qui permettent aux bactéries d'adhérer aux cellules hôtes. Pour des raisons inconnues, les adhésines SRR (serine-rich-repeat) de Staphylocoque et Bactéries streptocoques - des agents pathogènes pouvant être impliqués dans des infections graves telles que la méningite bactérienne, pneumonie bactérienne et péricardite - sont transportées par une voie de sécrétion similaire au système standard, mais dédié uniquement à l'adhésine.
Ce serait comme si un entrepôt qui traite de nombreux types de marchandises disposait d'un ensemble séparé de portes et de chariots élévateurs pour une seule de ses marchandises. Tom Rapoport, un professeur à la Harvard Medical School qui a supervisé la nouvelle étude, voulait comprendre ce que faisaient exactement ces chaînes d'approvisionnement moléculaires dédiées.
"J'ai été intrigué par le fait qu'il existe un deuxième système de sécrétion dans certaines bactéries qui est séparé du système de sécrétion canonique et qui est juste dédié à la sécrétion d'une protéine, " Rapoport a dit. " Il y a toute une machinerie, et ça ne fait qu'une chose."
Yu Chen, à l'époque associée de recherche postdoctorale au laboratoire de Rapoport, mené l'enquête. Elle a trouvé que, pour être transporté, la protéine adhésine devait être modifiée avec des sucres spécifiques par trois enzymes agissant dans une séquence spécifique. Ces modifications du sucre stabilisent la protéine et améliorent son adhérence aux cellules cibles. Par ailleurs, les expériences ont montré que deux protéines de la voie spécifique de l'adhésine, dont la fonction était auparavant mystérieuse, semblait capable de se lier à ces sucres, leur permettant vraisemblablement de transporter l'adhésine jusqu'à la membrane cellulaire où se trouve le canal de sortie dédié à l'adhésine.
La complexité du système de transport de l'adhésine a nécessité une collaboration avec les équipes de recherche de l'UCSF, Faculté de médecine de Harvard, et l'Université de Géorgie. Les membres du laboratoire de Paul Sullam à l'UCSF ont fourni la perspective clinique, des membres du laboratoire de Maofu Liao à Harvard ont caractérisé le complexe de ciblage par microscopie électronique, et les membres du laboratoire de Parastoo Azadi en Géorgie ont analysé les modifications du sucre.
"C'est un système compliqué car il implique la modification des protéines, activité chaperon et ciblage membranaire, nous avons donc rencontré beaucoup de défis, ", a déclaré Chen. "Cette (étude) est un excellent exemple de la façon dont la collaboration entre les laboratoires de la communauté scientifique fait progresser les connaissances humaines."
La raison pour laquelle ces bactéries utilisent cette voie d'exportation distincte pour les adhésines reste insaisissable. Mais parce que cette voie est unique aux bactéries streptococciques et staphylococciques, la nouvelle compréhension de ses composants pourrait aider les chercheurs à développer des antibiotiques hautement ciblés pour traiter les infections causées par ces bactéries à l'avenir.
« Vous pourriez imaginer que vous pourriez développer de nouveaux antibiotiques qui pourraient cibler cette voie, " Rapoport a déclaré. "(Ils) seraient très spécifiques pour les bactéries pathogènes."
