Toxines bactériennes de Type I : repliement et interactions avec les membranes

Autor: Laurence Fermon, Marie-Laure Pinel-Marie, Brice Felden, Sylvie Nonin-Lecomte
Přispěvatelé: Cibles Thérapeutiques et conception de médicaments (CiTCoM - UMR 8038), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), ARN régulateurs bactériens et médecine (BRM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), This work was funded by the Université de Rennes 1, the Université de Paris, the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm) and the School of Pharmacy and Medical Sciences of Rennes. L.F. is the recipient of a fellowship funded by the French Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche (grant MENRT)., Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Toxins
Toxins, MDPI, 2021, 13 (7), pp.490. ⟨10.3390/toxins13070490⟩
Toxins, Vol 13, Iss 490, p 490 (2021)
Toxins, 2021, 13 (7), pp.490. ⟨10.3390/toxins13070490⟩
ISSN: 2072-6651
DOI: 10.3390/toxins13070490⟩
Popis: International audience; Bacterial type I toxin-antitoxin systems are two-component genetic modules that encode a stable toxic protein whose ectopic overexpression can lead to growth arrest or cell death, and an unstable RNA antitoxin that inhibits toxin translation during growth. These systems are widely spread among bacterial species. Type I antitoxins are cis- or trans-encoded antisense small RNAs that interact with toxin-encoding mRNAs by pairing, thereby inhibiting toxin mRNA translation and/or inducing its degradation. Under environmental stress conditions, the up-regulation of the toxin and/or the antitoxin degradation by specific RNases promote toxin translation. Most type I toxins are small hydrophobic peptides with a predicted -helical transmembrane domain that induces membrane depolarization and/or permeabilization followed by a decrease of intracellularATP, leading to plasmid maintenance, growth adaptation to environmental stresses, or persister cell formation. In this review, we describe the current state of the art on the folding and the membrane interactions of these membrane-associated type I toxins from either Gram-negative or Gram-positive bacteria and establish a chronology of their toxic effects on the bacterial cell. This review also includes novel structural results obtained by NMR concerning the sprG1-encoded membrane peptides that belong to the sprG1/SprF1 type I TA system expressed in Staphylococcus aureus and discusses the putative membrane interactions allowing the lysis of competing bacteria and host cells.; Les systèmes toxine-antitoxine (TA) bactériens de type I sont des modules génétiques à deux composants qui codent une protéine toxique stable dont la surexpression ectopique peut conduire à un arrêt de croissance ou à la mort cellulaire, et une antitoxine à ARN instable qui inhibe la traduction de la toxine pendant la croissance. Ces systèmes sont largement répandus parmi les espèces bactériennes. Les antitoxines de type I sont de petits ARN antisens codés en cis ou en trans qui interagissent par appariement avec les ARNm codant pour la toxine, inhibant ainsi la traduction de l'ARNm de la toxine et/ou induisant sa dégradation. Dans des conditions de stress environnemental, la régulation à la hausse de la toxine et/ou la dégradation de l'antitoxine par des RNases spécifiques favorisent la traduction de la toxine. La plupart des toxines de type I sont de petits peptides hydrophobes prédits pour contenir un domaine transmembranaire hélicoïdal qui induit une dépolarisation et/ou une perméabilisation membranaire suivie d'une diminution de l'ATP intracellulaire, conduisant au maintien du plasmide, à l'adaptation de la croissance aux stress environnementaux ou à la formation de cellules persistantes. Dans cette revue, qui concerne aussi bien les bactéries à Gram positif qu'à Gram négatif, nous décrivons l'état de l'art des connaissances concernant le repliement tridimensionnel de ces toxines de type I ainsi que leur interactions avec la membrane bactérienne. Nous présentons une revue de la chronologie de leurs effets toxiques sur la cellule bactérienne. Cette revue comprend également de nouveaux résultats structuraux obtenus par RMN concernant les peptides membranaires codés par sprG1 qui appartiennent au système TA de type I sprG1/SprF1 exprimé par Staphylococcus aureus et nous présentons des hypothèses quant aux interactions membranaires putatives permettant d'expliquer la lyse de bactéries et de cellules hôtes concurrentes par cette toxine.
Databáze: OpenAIRE
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