Paroi bactérienne PDF

Cours de microbiologie générale La paroi bactérienne Structure cellulaire d’une bactérie Chromosome Cytoplasme Plasmides 11  1. Composition chimique de la paroi ba...

Cours de microbiologie générale La paroi bactérienne Structure cellulaire d’une bactérie Chromosome Cytoplasme Plasmides 11  1. Composition chimique de la paroi bactérienne 1.1. Définition  La paroi bactérienne est un élément de structure rigide situé à l’extérieur de la membrane plasmique  Présente chez la plupart des bactéries  La paroi bactérienne est sophistiquée et complexe dans son assemblage.  La paroi est une cible privilégiée d’antibiothérapie (B-lactames, glycopeptides) 12 1.2. Composition Plusieurs éléments constituent la paroi bactérienne : Osamines NAG = N-acétyl-glucosamine NAM = acide N-acétyl-muramique Peptidoglycane Acides aminés Ex : Ala, Glu, Lys, Ala Acides teichoïques (AT) et lipoteichoïques (ALT) Lipopolysaccharides (LPS) Lipides Lipoprotéines Glucides Glycolipides Protéines Glycoprotéines 13  La structure du peptidoglycane Peptidoglycane = Mureine = Mucopeptide  Composante clé de la paroi des bactéries Gram-positives et Gram-négatives.  Polymère formé de deux sous-unités: N-acétylglucosamine (NAG) Acide N-acétylmuramique (NAM) …et de plusieurs acides aminés différents 14  Un tétrapeptide (ex : Ala-Glu-Lys-Ala) est branché sur chaque molécule de NAM par une liaison peptidique (CO-NH) et s'accroche à un autre tétrapeptide de sorte à relier les chaînes parallèles entre elles 15  2. Structure de la paroi bactérienne 2.1. La paroi des bactéries Gram (+) Acide lipoteichoïque Acides teichoïques Peptidoglycane Espace périplasmique Membrane cytoplasmique  Composée principalement de peptidoglycane de 5 à 80 nm d’épaisseur  Contient de grandes quantités d’acides teichoïques et lipoteichoïques  peut contenir également des protéines (adhésines …) 16  Gram (+) Les acides téichoïques  Les acides téichoïques (AT) et lipotéichoïques (ALT) sont des éléments importants qui stabilisent davantage la structure de la paroi bactérienne  Les acides téichoïques sont formés d’un squelette d’alditol (glycérol ou ribitol) connecté par des liaisons phosphates et sont reliés aux résidus N-acétylmuramique du peptidoglycane (AT) ou à la membrane plasmique (ALT). 17  2. 2. La paroi des bactéries Gram (-) Porine Chaines O spécifiques Lipoprotéines Lipopolysaccharides Membrane externe Espace Périplasmique et Peptidoglycane Membrane plasmique Phospholipides Peptidoglycane Protéine  Composée d’une mince couche de peptidoglycane entourée par une membrane externe  La membrane externe est composée de lipides, lipoprotéines et lipopolysaccharides (LPS)  Pas d’acides teichoïques ( il existe des exceptions). 18 La membrane externe Gram (-)  Flexible  Fluide  Perméable à l’eau  Imperméable aux ions chargés  Imperméable à la classe d’antibiotiques Sélective glycopeptidiques (ex : vancomycine) L’espace périplasmique Il contient des enzymes qui participent à la nutrition (hydrolases) et des protéines qui sont impliquées dans le transport de molécules à l’intérieur de la cellule. Les Gram (+) excrètent plutôt les enzymes en d’hors de la cellule. Ce sont alors des « exoenzymes » 19  Gram (-) Lipoprotéines Relient la membrane externe à la couche de peptidoglycane Lipopolysaccharides (LPS) Sont constitués de trois parties, partie polysaccharidique, le core et le lipide A. 20  Antigène O: chaines latérales osidiques Core: oligosaccharide central Lipide A L'Antigène O est spécifique d'une espèce à une autre. Il est composé de deux triosides et d'un dioside. C'est un groupement qui se répète de 2 à 40 fois Core C'est un oligosaccharide, dont la composition diffère d'une bactérie à une autre. Lipide A La nature hydrophobe permet l’ancrage des LPS à la membrane externe. Il représente la partie toxique des LPS. Le lipopolysaccharide (LPS) est un composant essentiel de la face externe de la membrane externe des bactéries à Gram négatif. C'est une endotoxine. LipidesMembranaires Comparaison entres la paroi des bactérie Gram(+) et Gram(-) Gram (+) Gram (-) Bactérie Gram + Bactérie Gram - +++ Peptidoglycane + +++ AT et ALT - + Lipides +++ - LPS +++ - Membrane externe + 25 Coloration de Gram Divise les bactéries en deux classes: Gram-négatives et Gram-positives Premier colorant: crystal violet Fixateur : Lugol Décoloration : alcool-acétone Contre-coloration: safranine Bactéries Gram-positives Bactéries Gram-négatives 26  Exemple d’observation d’une coloration de Gram E. coli Escherichia coli Streptococcus pyogenes Bâtonnets Gram-négatifs Coques Gram-positifs 27 2.3. Paroi : cas particuliers  Chlamydia : Absence de peptidoglycane  Mycoplasmes : Absence de paroi  Mycobactérie : Paroi constituée de 60% de lipides de PM élevé : acide mycoliques et cires  Archéobactéries : Pas de peptidoglycane, mais certaines possèdent un pseudomureine composé de N-acétyl-alosaminuronique à la place de NAM  Bactéries à paroi anormale : Protoplastes, sphéroplastes…etc. 28 3. Fonctions de la paroi bactérienne Mise en évidence du rôle de la paroi : Expérience au lysozyme : Le lysozyme clive les liaisons β (1-4) glycosidiques entre le NAG et le NAM. Il en résulte une destruction totale du peptidoglycane chez les bactéries Gram(+), et une fragmentation de celui-ci chez les Gram(-) car le peptidoglycane est moins accessible à cause de la membrane externe. Lysozyme 29 Expérience Bactéries Gram (+) Bactéries Gram (+) et (-) + + Bactéries Gram (+) Milieu hypotonique Milieu isotonique + + + Milieu hypotonique Lysozyme Lysozyme 1 2 3 Gram- Gram+ Comportement normal Lyse cellulaire Sphéroplastes Protoplastes 30  NB  Les protoplastes ne possèdent plus les propriétés antigéniques de la bactérie, ne se divisent plus, ne fixent plus les bactériophages et sont immobiles  Les sphéroplastes conservent toutes les propriétés initiales de la bactérie 31 3.1. Rôle de la paroi Forme  Fournit la forme et la structure caractéristique à la cellule  propriétés : rigide et élastique Protection  Protège contre les chocs osmotiques  Peut protéger contre des substances toxiques Autres rôles  Permettre la fixation des bactériophages  Participer à la mobilité  La toxicité. Chez les Gram(-), le LPS est une endotoxine qui peut donner des fièvres et lésions.  Perméabilité sélective 33 Synthèse de peptidoglycane 34