Bêta-lactamase

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Les β-lactamases sont une famille d'enzymes (EC 3.5.2.6) responsables de la résistance de certaines bactéries vis-à-vis de certains antibiotiques bêta-lactamine.

Parmi ces antibiotiques, on trouve les pénicillines, les céphalosporines et des antibiotiques apparentés qui partagent un élément commun dans leur structure moléculaire, un cycle central à quatre atomes, le β-lactame (Voir ampicilline pour un exemple de structure de pénicilline). Les β-lactamases hydrolysent ce cycle, désactivant ainsi les propriétés antibiotiques de la molécule. Certaines de ces enzymes sont parfois appelées pénicillinases en raison de leur activité sur les pénicillines. On en retrouve parmi les bactéries à Gram-négatif, mais pas uniquement

Mécanisme d'hydrolyse de la pénicilline par la β-lactamase.

Les antibiotiques bêta-lactamines agissent en bloquant la synthèse du peptidoglycane, constituant de la paroi des bactéries. Leur site d'action se trouve donc à l'extérieur de la membrane bactérienne. Pour cette raison, les bêta-lactamases sont sécrétées à l'extérieur de la cellule par les bactéries pour pouvoir dégrader l'antibiotique avant qu'il ne puisse agir.

Le principe d'antibio-résistance[modifier | modifier le code]

Chaque antibiotique dérivé de la pénicilline contient la β-lactamine qui a pour de but de bloquer la production de la paroi cellulaire de la bactérie. Les bactéries résistantes produisent une enzyme, la β–lactamase, qui inhibe son action.

La solution pour contrer cette résistance est un substrat suicide, l’acide clavulanique, qui est plus au moins identique aux dérivés de pénicilline. Cette ressemblance est suffisante pour que cette molécule aille se fixer irréversiblement à la β-lactamase, permettant ainsi à notre antibiotique de travailler.

Expérience[modifier | modifier le code]

Dans deux boîtes de Pétri nous mettons 2 disques imprégnés d’antibiotique dérivé de pénicilline (AMX), d'Augmentin (AMC) contenant de l’acide clavulanique et AMX . Dans la première boîte, nous plaçons la bactérie sensible (E. coli DH5α)et dans la deuxième boîte, la bactérie résistante (E.coli DH5α/pBR322). Ces deux boîtes sont placées sous incubation pendant 48h. Petite astuce : AMC peut être vu comme « Batman et Robin » correspondant respectivement aux AMX et acide clavulanique.

Résultats[modifier | modifier le code]

Dans la boîte contenant la bactérie sensible, on a pu voir deux halos ce qui signifie que la bactérie n’a  pas pu croitre dans la zone entourant les deux disques d’antibiotiques. Alors que dans la boîte contenant la bactérie résistante, on n'a pu voir qu’un petit halo (car la quantité d'acide clavulanique est minime) autour du disque contenant AMC.


Inhibiteur[modifier | modifier le code]

L'acide clavulanique, produit naturel par Streptomyces clavuligerus, est un inhibiteur suicide d'un certain nombre de β-lactamases/pénicillinases, il est donc parfois administré en association avec des antibiotiques β-lactamines, pour en potentialiser l'action en bloquant l'action des enzymes de résistance.

La structure d'une β-lactamase de Streptomyces est donnée dans la PDB[1] (EC 3.5.2.6)

Domaine β-lactamase
Domaine protéique
Pfam PF00144
Clan Pfam CL0013
InterPro IPR001466
PROSITE PS00146
SCOP 56601
SUPERFAMILY 56601

Notes et références[modifier | modifier le code]