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Étude de la production des 4-hydroxy-2-alkylquinolines chez Pseudomonas aeruginosa

Castonguay, Marie-Hélène (2007). Étude de la production des 4-hydroxy-2-alkylquinolines chez Pseudomonas aeruginosa Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 144 p.

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Résumé

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Plusieurs bactéries pathogènes dépendent du quorum sensing (QS) pour coloniser et infecter leur hôte. Il en est de même avec la bactérie ubiquitaire à Gram négatif Pseudomonas aeruginosa. Celle-ci est souvent associée aux patients immunodéprimés ainsi que ceux affectés par la fibrose kystique. Le QS régule l'expression des gènes dépendamment de la densité cellulaire. Il permet aux bactéries individuelles se retrouvant dans une population locale de coordonner l'expression de certains gènes, les aidant à agir en tant qu'organisme multicellulaire. Le QS agit à travers l'échange de petites molécules signal entre bactéries rapprochées. Lorsque la population augmente, la concentration du signal augmente. Après un moment, le seuil de concentration aura atteint un niveau capable d'activer l'expression de facteurs de virulence et ce en synergie avec les bactéries environnantes. Des mutants ayant un système de QS non fonctionnel seront habituellement avirulents ou verront leur potentiel infectieux réduit de manière significative. Chez P. aeruginosa, les deux principaux signaux cellulaires contrôlant le quorum sensing sont le N-(3-oxododecanoyl)-L-homosérine Jactone (3-oxo-C12-HSL) et N-(butanoyl)-L­ homosérine Jactone (C4-HSL). Récemment, un troisième signal cellulaire a été décrit chez P. aeruginosa, le 2-heptyl-3,4-dihydroxyquinoline ou Pseudomonas Quinolone Signal (PQS). Le PQS semble être impliqué dans la hiérarchie de la régulation génétique du QS chez P. aeruginosa et sa présence est requise pour l'expression de nombreux facteurs de virulence. Le PQS fait partie de la famille des 4-hydroxy-2-alkylquinolines ou HAQ dont certains membres sont aussi des agents antibactériens. Le travail consistait en l'étude du système enzymatique codé par les gènes pqsA-D responsables de la synthèse des HAQ chez P. aeruginosa. L'acide anthranilique est précurseur de tous les HAQ. Il réagit avec des acides gras substitués en position bêta par une fonction cétone. Le composé intermédiaire subit une réaction de cyclisation formant Je noyau quinoline commun aux HAQ. Certains des gènes de l'opéron pqsA-D présentent des similarités de séquences peptidiques avec des protéines transporteuses de la fonction acyle (ACP). Celles-ci sont soupçonnées de fixer la fonction acyle des cétoacides, à l'aide d'un lien covalent. L'opéron phnAB code pour l'anthranilate synthase, un des gènes impliqués dans la synthèse de l'acide anthranilique. Cet opéron ainsi que l'opéron pqsABCD sont inactivés dans un mutant mvfR et sont directement impliqués dans la synthèse des HAQ. Différentes molécules ont été choisies par homologie de structure par rapp011 à l'acide anthranilique. L'hypothèse émise était que ces molécules sont capables de se fixer à la cétoacide liée aux ACP pour ensuite inhiber la production de HAQ. Afin de détenniner la capacité d'inhibition, ces molécules ont été ajoutées individuellement à des cultures de P. aeruginosa. Un test de compétition avec le précurseur des HAQ a été réalisé afin de vérifier la réversibilité du lien créé. Les résultats obtenus suggèrent que l'acide 6-fluoro- 2-aminobenzoïque, l'acide 6-chloro-2-aminobenzoïque ainsi que l'acide 4-chloro-2- aminobenzoïque sont capable d'inhiber la production de HHQ, de PQS et du N-oxide dans des cultures en milieu liquide. De plus, ces inhibiteurs agissent différemment en présence du substrat naturel. Nous avons aussi pu identifier un co-inducteur du régulateur transcriptionnel MvtR. Finalement, la recherche d'un intermédiaire de biosynthèse des HAQ a aussi été effectuée à l'aide de la chromatographie sur couche mince avec des préparations provenant des mutants pqsA et pqsD. Toutes les analyses ont été réalisées par spectrométrie de masse.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lépine, François
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: pseudomonas ; aeruginosa ; haq ; virulence ; quorum ; sensing ; inhibiteur
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 08 déc. 2015 14:48
Dernière modification: 08 déc. 2015 14:48
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/160

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