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Étude de l’activité antibactérienne du Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP)

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Debbabi, Somia (2017). Étude de l’activité antibactérienne du Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP) Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 64 p.

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Résumé

L’émergence des bactéries résistantes aux antibiotiques disponibles et la diminution du nombre de nouveaux agents antimicrobiens continuent d’être des problèmes de santé publique grave et créent un besoin de développer de nouvelles molécules ayant un mode d’action limitant le risque de développer une résistance. L’une des familles de molécules ayant un tel potentiel est celle des peptides antimicrobiens qui sont considérés comme l’un des éléments clés du système immunitaire inné chez les animaux. Il s’agit d’un ensemble de peptides cationiques et amphiphiles, généralement de 20 à 50 acides aminés, présentant une grande diversité structurale. Ces peptides possèdent un large spectre d’activité antibactérienne et antifongique, voire antivirale. Cette étude s’est intéressée particulièrement au Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP), un neuropeptides de 38 acides aminés connu pour ses activités neuroprotectrices et qui est également capable d'agir comme un cell penetrating peptide favorisant la translocation de cargos divers. Les objectifs de cette recherche consistaient à démontrer le potentiel antimicrobien du PACAP et ses dérivés structuraux, et de mettre en évidence leurs modes d’action. Ainsi, divers analogues du PACAP à fonction neuroprotectrice active et inactive ont été synthétisés et leur activité inhibitrice contre plusieurs espèces bactériennes a été vérifiée par microdilution afin de déterminer leur concentration minimale inhibitrice (CMI). Une analyse comparative des protéines cytoplasmiques et membranaires extraites des bactéries résistantes ou sensibles, réalisée par MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization- Time Of Flight), a révélé le site d’action du PACAP, mais aussi a permis de mettre en évidence la métabolisation du PACAP avant la pénétration dans le cytoplasme de certaines bactéries. Ce métabolite (un PACAP tronqué) résultant a été synthétisé et son activité antibactérienne a été confirmée contre le pathogène Burkholderia cenocepacia J2315. Ce travail a révélé une fonction inattendue pour un neuropeptide et montre l’importance de poursuivre les recherches visant à concevoir, à partir du PACAP, une molécule pouvant servir de base au développement de nouveaux agents antimicrobiens non immunogènes

Abstract

The emergence of bacteria resistant to available antibiotics and the decreasing number of new antimicrobials are concerns for the whole population and create a need to develop new molecules with a mode of action that reduces the risk of resistance development. One of the families of molecules with such potential is that of antimicrobial peptides, which are considered one of the key components of the innate immune system in animals. This is an ensemble of cationic and amphiphilic peptides, composed of 20 to 50 amino acids, with a high structural diversity. These peptides have a wide spectrum of antibacterial, antifungal and even antiviral activity. This study looked specifically at the Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP), a 38 amino acid neuropeptide known for its neuroprotective activities that is also capable of acting as a cell penetrating peptide by promoting translocation of various cargo. The objectives of this research were to demonstrate the antimicrobial potential of PACAP and its structural derivatives and highlight their sites of action. Thus, various PACAP active and inactive analogs were synthesized and their inhibitory activity was verified by microdilution to determine their minimum inhibitory concentration (MIC) against various bacterial species. A comparative analysis of cytoplasmic and membrane proteins extracted from the resistant and susceptible bacteria, performed by MALDI-TOF, elucidated the site of action of PACAP, and allowed to highlight the PACAP metabolization before penetrating into the cytoplasm of certain bacteria. This resulting metabolite was synthesized and its antibacterial activity was confirmed against the pathogen Burkholderia cenocepacia J3215. These results show the importance of continuing work on PACAP which can be the basis for developing new non immunogenic antimicrobial agents

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Déziel, Éric
Co-directeurs de mémoire/thèse: Chatenet, David
Mots-clés libres: -
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 29 avr. 2018 05:31
Dernière modification: 29 avr. 2018 05:31
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/5259

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