Identification, stabilisation et inhibition de l’interaction monomère S –monomère F des leucotoxines à deux composés de Staphyloccocus aureus

Staphylococcus aureus est la bactérie la plus fréquemment isolée en milieu hospitalier. Parmi de nombreux facteurs de virulence, elle produit des leucotoxines à deux composés, riches en feuillets β, et formant des pores. Les leucotoxines résultent de l’interaction synergique d’une protéine de classe S avec un ligand membranaire, puis d’une de classe F. Elles s’associent à la surface membranaire en hexa, hepta ou octamères de façon coopérative, et ciblent les cellules immunitaires de l’hôte. Notre étude a porté sur le mode d’action de ces toxines sur la base des structures des monomères solubles. Notre contribution à l’étude du mécanisme d’action de ces leucotoxines montre que la partie N-terminale n’interagit probablement pas avec les monomères adjacents lorsque le pore est formé, contrairement à ceux de l’α-toxine. L’obtention d’hétérodimères biologiquement actifs de la première interface nous permet d’affirmer la parité du pore formé par les leucotoxines (hexamère ou octamère). Nous avons identifié des interactions préférentielles entre certains aminoacides et de nouvelles différences structurales avec l’alpha-toxine. Un hétérodimère HlgA T28C~HlgB N156C est cristallisé. Cela permettra de résoudre la structure de HlgA. L’identification des aminoacides en interaction sur la seconde interface permettrait de résoudre in fine la structure du pore constitué par HlgA/HlgB, puis le développement de molécules inhibitrices de l’association. Cette inhibition constitue un axe majeur de la poursuite de ce travail pour l’étude de leur rôle dans la virulence de la bactérie. Avec les CXXX, nous avons identifié des molécules capables d’inhiber toutes les toxines formant des pores de S. aureus. La stabilisation de l’interaction des monomères des leucotoxines n’est donc qu’une des possibilités qui permet d’envisager leurs applications dans différents secteurs des biotechnologies : stimulateurs de l’immunité, vecteurs de perméabilisation cellulaire, anti-tumoraux, biosenseurs. Staphylococcus aureus (S. aureus) is the most common bacteria isolated at the hospital. Amongst a number of virulence factors, it produces β-strands rich leucotoxins. They are bicomponent toxins which form pores. The leucotoxins result from the synergistic interaction of a class S protein of with a membrane ligand, then of a class F protein. They associate cooperatively at the membrane surface as hexa-, hepta-, or octamers, and target the host immune cells. Our work, based on the soluble monomers structure, focuses on the mode of action of these toxins. Our contribution to the study of the bicomponent leucotoxins mode of action shows that, contrary to the α–toxin, the N-terminus extremity might not interact with the adjacent monomers, when the pore is formed. Leucotoxins show some structural micro-heterogeneity compared to α–hemolysin. The synthesis of biologically active heterodimers of the first interface allows us to affirm the parity of the leucotoxins pore (hexamer or octamer). We have identified functional interactions between certain amino acids, and new structural differences with α–hemolysin. HlgA T28C~HlgB N156C heterodimer is crystallized. It will permit to solve the HlgA structure. The identification of the interacting amino acids on both interfaces could allow finally to solve the structure of the pore formed by HlgA/HlgB, and then lead to the development of inhibiting molecules of association. The inhibition of the leucotoxic pore formation constitutes a major axis of the continuation of this work for the study of their role in the virulence of the bacterium. We have succeeded in, with CXXX, the identification of molecules able to inhibit all the pore-forming toxins of S. aureus. The stabilisation of the leucotoxins monomers interactions is thus only one of the possibilities which make it possible to consider their applications in various sectors of biotechnologies stimulators of immunity, vectors of cellular permeabilization, antitumor, biosensors