Caractérisation structurale et fonctionnelle de PBP1b de Streptococcus pneumoniae et son implication dans la découverte de nouveaux inhibiteurs

Streptococcus pneumoniae, a major pathogen of the upper respiratory tract, is often found to be resistant to ?-lactam antibiotics, drugs which are commonly used in pneumococcal associated infections. The targets of these antibiotics are enzymes involved in bacterial peptidoglycan biosynthesis, the Penicillin-Binding Proteins (PBPs), whose active site structure is modified in resistant strains. In this work we present first the high resolution crystal structure of PBP1b, one of the three bifunctional pneumococcal PBPs, which revealed a structural reorganization of the active site as a consequence of its interaction with a pseudo-substrate of the reaction. This result led us to suggest that the active site opening plays a key role during the cell division process. Then, we solved the structures of complexes between PBP1b and various inhibitors, which can facilitate the process of rational drug-design. Finally, we characterized the glycosyltransferase domain of PBP1b, representing a new molecular target for drug development, by small angle X-ray scattering (SAXS). This original approach allowed us to provide a model concerning the organization and folding of this domain of this vital class of enzymes.Streptococcus pneumoniae, pathogène majeur de la sphère oro-pharyngée, résiste fréquemment aux antibiotiques de la famille des ?-lactamines généralement administrés dans les infections associées à ce pathogène. Les cibles de ces antibiotiques sont des enzymes responsables de la biosynthèse du peptidoglycane bactérien, les Penicillin-Binding Proteins (PBP) dont la structure du site actif est modifiée dans le cas de souches résistantes aux antibiotiques. Dans un premier temps, la résolution de la structure à haute résolution par cristallographie des rayons X de PBP1b, une des trois PBP bifonctionnelles du pneumocoque, a mis en évidence un phénomène de réorganisation structurale du site actif de la molécule en fonction de son interaction avec un pseudo-substrat de la réaction. Ce résultat nous a permis de proposer que l'ouverture du site actif joue un rôle clef lors du processus de division cellulaire. Dans un deuxième temps, nous avons résolu les structures de complexes entre PBP1b et de nouvelles molécules inhibitrices, ce qui permet d'ouvrir la voie de la mise au point rationnelle de nouveaux médicaments. Pour finir, nous avons caractérisé le domaine glycosyltransférase de PBP1b ,qui représente une nouvelle cible moléculaire pour le développement de nouveaux antibactériens, notamment par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Cette approche originale nous a permis de proposer un modèle d'organisation et de repliement de ce domaine au sein de ces protéines