Peptidoglycane

Définition

Le pep­ti­do­gly­cane est une molé­cule entou­rant les bac­té­ries et ayant un rôle “d’exosquelette” qui accorde une rigi­di­té et pro­tège la cel­lule lors de fortes pres­sions osmo­tiques. Le pep­ti­do­gly­cane est aus­si appe­lé muréine.

Comparaison paroi de bactérie Gram positive et négative
Le pep­ti­do­gly­cane est pré­sent à la fois chez les bac­té­ries à paroi Gram néga­tive et posi­tive. L.P.S. = lipo­po­ly­sac­cha­ride

Composition du peptidoglycane

Le pep­ti­do­gly­cane est com­po­sé de chaînes basées sur deux déri­vés glu­ci­diques : N‑Acétyl Glucosamine (NAG) et de l’a­cide N‑Acétyl Muramique (NAM). Des pep­tides com­po­sés de plu­sieurs acides ami­nés sont pré­sents le long de la chaîne au niveau des NAM. Les chaînes de pep­ti­do­gly­cane sont reliées entre elles par des ponts inter­pep­ti­diques au niveau des pep­tides fixés au NAM. Selon l’espèce bac­té­rienne, la lon­gueur et la com­po­si­tion des pep­tides peuvent chan­ger et les ponts inter­pep­ti­diques peuvent être directs ou indi­rects (courte chaîne d’a­cides aminés).

Schéma du peptidoglycane
Schéma sim­pli­fié de la struc­ture du peptidoglycane.

Chez les bac­té­ries à paroi Gram néga­tive, le pep­ti­do­gly­cane est ancré à la mem­brane externe via les lipo­pro­téines de Braun. Chez les bac­té­ries à paroi Gram posi­tive, les acides lipo­tei­choïques ancrent le pep­ti­do­gly­cane avec la mem­brane cytoplasmique.

Comparaison paroi de bactérie Gram positive et négative

Synthèse du peptidoglycane

Les com­po­sants pré­cur­seurs du pep­ti­do­gly­cane sont for­més dans le cyto­plasme. Ces pré­cur­seurs sont ensuite expor­tés dans le péri­plasme via des trans­por­teurs membranaires.

Le pep­ti­do­gly­cane est dyna­mique, il y a en per­ma­nence une syn­thèse et une dégra­da­tion locale de cette molé­cule. Les com­po­sants pro­ve­nant de la dégra­da­tion peuvent être recy­clés et de nou­veaux incor­po­rés dans le peptidoglycane.

Peptidoglycane et le système immunitaire

Le pep­ti­do­gly­cane est un puis­sant sti­mu­la­teur du sys­tème immu­ni­taire humain. Le sys­tème immu­ni­taire consi­dère le pep­ti­do­gly­cane comme un élé­ment étran­ger contre lequel il faut se défendre : PAMP ; Pathogen Associated Molecular Pattern. Le pep­ti­do­gly­cane d’une bac­té­rie n’est pas direc­te­ment acces­sible au sys­tème immu­ni­taire car il est pro­té­gé par la pré­sence du mem­brane (bac­té­ries à paroi Gram -) ou par des pro­téines (bac­té­ries à paroi Gram +). Néanmoins, lors de la lyse de bac­té­ries, des rési­dus de pep­ti­do­gly­cane peuvent être libé­rés dans le corps et déclen­cher une réponse du sys­tème immu­ni­taire. Des frag­ments du pep­ti­do­gly­cane peuvent aus­si être libé­rés, dans l’en­vi­ron­ne­ment, lors de son recy­clage par la bactérie.

Peptidoglycane et antibiotiques

Plusieurs anti­bio­tiques ciblent la syn­thèse du pep­ti­do­gly­cane : la péni­cil­line, la van­co­my­cine ou la baci­tra­cine par exemple. La péni­cil­line est un anti­bio­tique, de la famille des beta-lac­tames, qui inhibe la syn­thèse du pep­ti­do­gly­cane et conduit à une lyse de la bac­té­rie lors de varia­tions de la pres­sion osmo­tique. Cet anti­bio­tique inter­fère lors de la syn­thèse de la chaîne pep­ti­dique du peptidoglycane.

Des bactéries sans peptidoglycane

Les bac­té­ries de la classe des Mollicutes, telle que Mycoplasma ne pos­sèdent pas de peptidoglycane.

Peptidoglycane chez les eucaryotes

Le pep­ti­do­gly­cane pro­ve­nant de la cya­no­bac­té­rie à l’o­ri­gine du chlo­ro­plaste est retrou­vé chez cer­taines plantes. Par exemple chez les plantes vas­cu­laires de la famille Lycopodiophyta. Il est absent des plantes à graines mal­gré la pré­sence, dans leur génome, des gènes impli­qués dans sa syn­thèse. Le pep­ti­do­gly­cane est pré­sent chez cer­taines algues telles que Streptophyta ou Glaucophyta mais il est absent chez d’autres comme Chlorophyta ou Rhodophyta. Pourquoi le pep­ti­do­gly­cane a été rete­nu chez cer­taines familles de plantes et a dis­pa­rus d’autres, reste encore mystérieux.

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