Etudes génétique, fonctionnelle et épidémiologique des ß-lactamases chez Fusobacterium nucleatum.

Genetic, functional and epidemiological studies of bêta- lactamases from Fusobacterium nucleatum

• Auteur / Autrice : Christine Voha
• Direction : Martine Bonnaure-Mallet, Thierry Fosse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et sciences de la santé. Chirurgie dentaire
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallographie

Résistance aux substances

bêta-Lactamases

Fusobacterium nucleatum

Fusobacterium

Mutagenèse

Antibiotiques

β-lactamases

Résistance aux médicaments

Cristallographie

Résumé

Fusobacterium est une bactérie commensale fréquemment isolée dans diverses infections. Certaines souches sont résistantes aux bêta-lactamines, ce qui peut conduire à des difficultés thérapeutiques. Dans ce travail, nous avons identifié deux gènes de résistance : le premier, blaFUS-1, code pour une bêta-lactamase de classe D et le deuxième, blaFNA-1, code pour une enzyme proche des bêta-lactamases de classe A. L��enzyme FUS-1 présente des caractéristiques intéressantes dont certaines concernent des éléments conservés du site actif. Pour mieux comprendre les mécanismes catalytiques des bêta-lactamases de classe D, nous avons conduit une étude des relations structure-fonction par cristallisation et mutagénèse dirigée. Les résultats mettent en évidence l’importance du résidu en position 68, sa mutation conduit à des changements de l’activité et de la stabilité de l’enzyme. La substitution S68T est assez favorable, ceci donne une explication rationnelle au fait que la Thr soit l’acide aminé rencontré dans la plus grande majorité des enzymes de classe D. Le résidu en position 116 semble également intervenir dans la conformation du site actif et l’orientation des résidus essentiels à la catalyse. Enfin, la distribution des gènes blaFUS-1 et blaFNA-1 a été étudiée sur une collection de souches représentatives. Elle montre que blaFUS-1 est le support essentiel de la résistance aux pénicillines chez Fusobacterium nucleatum. L’identification par séquençage des ARNr 16s et rpoB montre une prédominance nette de blaFUS-1 chez F. Nucleatum sous-espèce polymorphum.

Fusobacterium is a commensal bacterium frequently isolated from various infections. Some strains are resistant to β-lactam antibiotics, which may lead to treatment difficulties. In this work, we identified two genes responsible for resistance: the first blaFUS-1 encodes a β-lactamase class D and the second blaFNA-1, encodes an enzyme beta-lactamases similar to class A. The enzyme FUS-1 presents some interesting features relating to items present in the active site of the molecule. To better understand the catalytic mechanisms of β -lactamase class D, we conducted a study of structure-function relationships by site-directed mutagenesis and crystallization. The results highlight the importance of the residue at position 68, the mutation leads to changes in activity and stability of the enzyme. The S68T substitution is quite favorable, this gives a rational explanation to the fact that the threonine amino acid is found in the vast majority of class D enzymes. The residue at position 116 also appears to be involved in the physical structure of the active site and orientation of residues essential for catalysis. Finally, the distribution of genes blaFNA-1 and blaFUS-1 was studied in a collection of representative strains. It shows that blaFUS-1 is the backbone of resistance to penicillins in F. Nucleatum. The identification of strains by sequencing of 16S rRNA and rpoB showed a clear predominance of blaFUS-1 in F. Nucleatum subspecies polymorphum and some F. Periodonticum.