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Comment Pseudomonas aeruginosa se protège-t-elle du propre monoxyde d'azote qu'elle produit ?

Dans les environnements dépourvus ou à faible teneur en oxygène, certaines bactéries utilisent les composés azotés au lieu de l’oxygène pour produire de l’énergie, c’est le cas de Pseudomonas aeruginosa.

Chez P. aeruginosa, deux enzymes sont impliqués dans le cycle du monoxyde d’azote (NO), la nitrite reductase (NiR) qui permet de le produire, et la nitric oxide reducatse (NOR) qui permet de le décomposer.

Takehiko Tosha et son équipe du RIKEN Biometal Science Laboratory ont alors émis l’hypothèse que ces deux enzymes pourraient être combinées l’une à l’autre pour ne former qu’une seule structure et permettre à la bactérie de contrôler et de se protéger de la toxicité du NO.

Par la technique de diffraction des rayons X, ils ont effectivement mis en évidence une association des deux enzymes en une seule unité. Grâce ensuite à une simulation informatique, ils ont pu identifier avec précision quelles parties protéiques sont impliquées dans l’association des deux enzymes.

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La nitrite reductase (bleu foncé) et la nitric oxide reductase (rouge et vert) forment un complexe qui empèche la bactérie P. aeruginosa de s’empoisonner elle-même avec le monoxyde d’azote produit.


© 2017 RIKEN Biometal Science Laboratory

Enfin, à l’aide d’un mutant P. aeruginosa pour lequel ces parties nécessaires à l’association de NiR et NOR étaient manquantes, les scientifiques ont démontré que l’absence de formation du complexe NiR/NOR entraîne une réduction de la croissance bactérienne jusqu’à 30%, résultat de l’empoisonnement de la bactérie par le NO.

Ces résultats apportent de nouvelles pistes thérapeutiques dans la lutte contre les bactéries comme P. aeruginosa, pathogène opportuniste à l’origine de la plupart des infections nosocomiales (derrière Escherichia coli et Staphylococcus aureus).

Référence : Terasaka, E., et al. Dynamics of nitric oxide controlled by protein complex in bacterial system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 114, 9888–9893 (2017).

Rédaction : Thibaut Dutruel, ch.mission.sdv chez ambafrance-jp.org

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