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Fiche révisions – Microbiologie Chapitre 4 : Eléments de structure de la cellule bactérienne

Pili et fimbriae

I-

Généralités

II-

Pili de type P et pili de type IV 1- Pili de type P : rôle dans la spécificité d’organe 2- Pili de type IV : rôle dans l’adhésion chez le méningocoque

Pili et fimbriae

Généralités Les pili (= fimbriae) sont court et nombreux autour de la cellule. Leur taille sont variés. Ce sont des appendices fins (3 à 10nm de diamètre) constitués de protéine : la piline. Il n’y a pas de rotation. Les pili sont présent chez les Gram+ et les Gram-. Chez les Gram+ les pili sont assemblés par des enzymes : les sortases. Il y a des adhésines au bout des pili qui permettent l’adhésion. La spécificité d’adhésion est permis grâce aux adhésines. Elles permettent également la mobilité sur milieu sur milieu solide (twitching), la conjugaison bactérienne, et ont un rôle dans le pouvoir infectieux et le tropisme (tendance d’un organisme à croitre) de la bactérie.  Mobilité sur surface solide (twitching) : les pili sont capables de se raccourcir quand la bactérie est colée à une surface, le puis remonte et se recolle, se qui permet à la bactérie de ramper.  La conjugaison se fait grâce à d’autres pili plus gros. Il existe plusieurs grandes catégories de pili :  Pili de type P (ou I)  Pili de type IV  Pili de conjugaison

Pili de type P et pili de type IV Le pilus de type P s’autoassemble en commençant par l’extrémité distale, à partir de la membrane externe. En effet, une série de protéine (piline) s’accumule jusqu’à la taille voulu. Les pili sont produit dans la cellule et assemblé dans le périplasme.  L’adhésine se trouve à l’extémités.  Les protéines chaperonne (il n’y a pas d’ATP, pas d’énergie, il s’agit d’un autoassemblage) accompagne la piline et lui permet de passer le périplasme.  Ils sont responsables des pyélonéphrites, car ils sont exprimés à la surface des souches uropathogènes de E.Coli.  Ils ont un rôle dans l’adhésion et la spécificité d’organe.

Le pilus de type 4 est impliqués dans des processus variés, comme dans la fixation (biofilm), la mobilité par glissement, la transformation …  Ils prennent naissance dans la membrane plasmique, peuvent se démonter et se remonter très rapidement. Ils sont donc accrochés à la membrane plasmique.  L’adhésine se trouve à l’extrémité.  Dépend du système SEC.  Il se débrouillent avec le piline (trait noir et SEC signal  les protéines doivent être sécrétées). La piline permet le passage dans le périplasme par sécrétion. Il y a présence d’une machinerie d’assemblage complexe (avec ATPases) mais pas de présence de protéines chaperonne pour l’assemblage. L’assemblage des protéines se fait et permet le passage des pili dans la membrane externe.  Les pilines ne sont pas actives dans le cytoplasme, ce sont des prépilines. Elles seront actives quand elles seront sécrétées dans le périplasme. Ces pili peuvent être assemblés et rétractés.  Les adhésines sont ajoutées en dernier lieu.

Pili de type P : rôle dans la spécificité d’organe Exemple et rôle : Les pili de P permettent la reconnaissance de l’adhésine et des sucres. Ils sont associés à des maladies urinaire comme la pyélonéphrite, qui peut conduire à une destruction des cellules rénales et des cellules urinaires (= insuffisance rénale). Chez les souches uropathogènes d’E.Coli, la bactérie peut aller dans le système urinaire car l’adhésine reconnaît les digalactosides Gal-(1-4)-Gal qui sont présents dans les glycolipides des cellules épithéliales (pour 99% de la population). Les pili confèrent un pouvoir pathogène particulier, codé dans des ïlots de pathogénicité (= clusters de gène de facteurs de virulence).

Pili de type IV : rôle dans l’adhésion chez le méningocoque Les adhésines des pili IV reconnaissent des récepteurs protéiques sur des cellules et s’y fixent. Des méningocoque (Gram-) pathogènes peuvent entrainer des méningites. Sur le schéma la protéine PIL E est en bleu (c’est le constituant majeur des pili de type IV).  Les pili permettent la formation d’un agrégat bactérien grâce à PIL X (adhésine), s’il n’y a pas d’agrégat, il n’y a pas d’infection.  Les bactéries en agrégat expriment PIL C qui est reconnu par les cellules eucaryotes.  Cette protéine (PIL C) permet l’adhésion à la surface du nasopharynx (récepteurs CDC46).  PIL V permet une cascade de phosphorylation qui elle même permet la réorganisation du cytosquelette d’actine. Le cellule eucaryote/cellule hôte englobe alors la bactérie.  Ensuite l’agrégat se dissout pour coloniser ailleurs grâce à des modifications post traductionnelle et l’arrêt de la synthèse de la piline…  L’importante quantité de piline synthétisée par les cellules bactériennes permet la reconnaissance par les cellules eucaryotes. Ceci plus la formation d’agrégat permet l’infection d’une cellule eucaryote. Toutes les coques Gram- sont pathogènes....