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.

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).

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.

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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