Biochemical and structural studies of the interactions between the bacterial actin homolog MreB and the Mur enzymes which are involved in the synthesis of the bacterial cell wall

Les résistances aux antibiotiques sont de plus en plus fréquentes et la thérapie des patients infectés par des souches multi-résistantes devient très complexe et délicate, voire dans certains cas inefficace. Il devient donc urgent de trouver des antibiotiques innovants et ainsi repousser la menace renaissante d'épidémie bactérienne.Pour ce faire, la biosynthèse du peptidoglycane – l'un des composants majeurs de la paroi des bactéries, est une cible qui a amplement fait ses preuves dans la lutte contre les infections bactériennes et reste d'intérêt thérapeutique. Des études récentes ont en effet suggéré que ce processus impliquerait des complexes macromoléculaires dont l'intégrité pourrait être perturbée par de nouveaux antibiotiques. En particulier, il a été suggéré que les ligases Mur – qui participent à la synthèse de l'unité monomérique du peptidoglycane dans le cytoplasme, feraient partie d'un complexe multipartite impliquant probablement la transglycosylase MurG et la protéine du cytosquelette MreB. En outre, ces enzymes ne sont à l'heure actuelle la cible d'aucun antibiotique médical, malgré leur intérêt thérapeutique largement reconnu.Les travaux réalisés lors de cette thèse ont permis de montrer par résonance plasmonique de surface et par dot blot, que les ligases MurD, MurE, MurF interagissent toutes avec MurG et MreB, ces dernières formant elles-mêmes un complexe. En revanche, aucune interaction n'a été détectée entre les ligases. Un criblage de conditions de cristallogenèse a été effectué afin de déterminer l'empreinte cristallogénique et cristallographique des protéines seules ainsi que des complexes potentiels dans le but de déterminer la structure cristallographique de l'un des complexes étudiés. Grâce à ce criblage, la structure par diffraction aux rayons X des trois ligases a pu être résolue, suggérant que leur flexibilité conformationnelle pourrait être importante dans les interactions protéiques, et l'analyse cristallographique de jeux de diffraction pouvant correspondre aux complexes MreB-MurE et MreB-MurF est en cours.Ces résultats marquent les premiers pas dans la caractérisation de la machinerie cytoplasmique de la biosynthèse du peptidoglycane, ouvrant la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques.