Peptides antimicrobiens : une défensine aviaire atypique à double domaine, spécifique des œufs, révèle de multiples rôles dans la protection de l’embryon

Lire le communiqué de presse du CNRS

Gga-AvBD11, la β-défensine aviaire 11 du poulet commun Gallus gallus (Gga-AvBD11), est spécifique à l'œuf et représente la seule défensine de double taille (9,3 kDa) parmi les 14 AvBDs identifiées chez les espèces aviaires. L'apparition d'une telle protéine à double domaine au cours de l'évolution pourrait être motivée par une augmentation de son efficacité biologique par rapport à une molécule à simple domaine et / ou par la nécessité d'acquérir de nouvelles fonctions portées uniquement par la protéine entière. Pour évaluer la contribution des deux domaines, nous les avons synthétisés chimiquement. Nous avons résolu par RMN la structure 3D de chaque domaine, ainsi que celle de la protéine entière, composée de deux domaines β-défensine compactés. Il n'y a aucune référence pour une telle double-β-défensine dans les banques de données structurales. Ainsi, AvBD11 est l'archétype d'une nouvelle famille structurale, que nous avons nommée Av-DBD (avian-double-beta-defensin).

Sa forte conservation de séquence chez les oiseaux suggère des rôles essentiels dans l'oeuf. En collaboration avec plusieurs équipes (Nouzilly et Tours, France), nous avons montré que la protéine Gga-AvBD11 présente des activités antimicrobiennes contre les pathogènes Gram + et Gram-bactériens, le protozoaire aviaire Eimeria tenella et le virus de la grippe aviaire (H1N1). Nous avons également montré des activités cytotoxiques et anti-invasives, suggérant qu'il pourrait être impliqué dans la (re)modélisation des tissus embryonnaires. Nos résultats indiquent une importance critique du domaine cationique N-ter dans la médiation des activités antibactériennes, antiparasitaires et anti-invasives, le domaine C-ter potentialisant les deux dernières activités. De façon frappante, l'activité antivirale dans les cellules de poulet infectées nécessite la protéine entière.

L'avantage pour les espèces aviaires de posséder une double défensine est une question fascinante. Nous poursuivons les études de relations structure-activité et phylogénétiques au sein de la famille AvBD11 grâce au soutien  de la Région Centre Val de Loire (projet SAPhyR-11).

Ce travail a été financé par les subventions de projets MUSE (Subvention n ° 2014-00094512) et SAPhyR-11 (Subvention n ° 2017-119983) de la Région Centre-Val de Loire.

Structure, function, and evolution of Gga-AvBD11, the archetype of the structural avian-double-β-defensin family
Nicolas Guyot, Hervé Meudal, Sascha Trapp, Sophie Iochmann, Anne Silvestre, Guillaume Jousset, Valérie Labas, Pascale Reverdiau, Karine Loth, Virginie Hervé, Vincent Aucagne, Agnès F. Delmas, Sophie Rehault-Godbert, and Céline Landon

Peptides antimicrobiens : comment la chimie et la RMN des peptides éclairent l’activité antimicrobienne des big défensines

Les big défensines, ancêtres des β-défensines, sont composées d'un domaine de type β-défensine et d'un domaine ancestral hydrophobe. Cette structure unique se retrouve dans un nombre limité d'espèces marines phylogénétiquement éloignées.

En utilisant la chimie des peptides en phase solide et la ligation chimique native, nous avons produit la BigDef1 de l’huitre Crassostrea gigas (Cg-BigDef1) et ses domaines séparés et caractérisé leur structure 3D par RMN. Cg-BigDef1 a montré une activité bactéricide à large spectre y compris contre les isolats cliniques multirésistants de S. aureus. Le domaine ancestral N-terminal confère au domaine de type β-défensine, inactif seul, une activité antimicrobienne qui n’est pas perturbée par un milieu salé. De plus, au contact des bactéries, le domaine hydrophobe entraîne l'assemblage de Cg-BigDef1 sous forme de nanofibres qui enserrent et tuent les bactéries. Nous supposons que le domaine N-terminal hydrophobe des big défensines a été maintenu dans les phyla marins pour renforcer les interactions des défensines avec les membranes bactériennes dans les environnements marins salés où les interactions électrostatiques sont altérées.

Ces propriétés remarquables ouvrent la voie à de futurs développements de candidats-médicaments pour remédier à l’inhibition de l'activité antimicrobienne des β-défensines de vertébrés en concentration saline physiologique (ANR MOSAR-Def 2019-2023).

Un grand merci à D. Destoumieux-Garzón pour sa collaboration, à « Vaincre La Mucovidose » et "CNRS PEPS X-life" pour le financement.

Lire l'article paru dans mBio

21e congrès du Groupe Français des Peptides et Protéines (GFPP)

La prochaine réunion du groupe français peptides et protéines aura lieu à Amboise (Villa Bellagio), du dimanche 12 au jeudi 16 mai 2019, dans la belle et historique Vallée de la Loire.

Il est à noter que 2019 marquera le 41e anniversaire de la création du GFPP et aussi le 500e anniversaire de la mort de Léonard de Vinci, qui a passé ses dernières années à Amboise, au Château du Clos-Lucé, situé à quelques kilomètres du centre de conférences.

Le programme de conférences couvre des thèmes de pointe dans le domaine des peptides et des protéines.

En savoir plus.

 

Pour des systèmes d’élevage durables, plus respectueux de l’environnement, de la santé des animaux et des Hommes.

Cette molécule est un peptide de synthèse, appelée « kisspeptine C6 ». Elle représente une alternative particulièrement intéressante à l’utilisation d’hormones issues de sérums animaux (en particulier l’equine chorionic gonadotropin ou eCG). Publiés dans PLOS ONE le 28 mars 2019, les résultats de ces travaux ouvrent des perspectives pour de nouvelles stratégies de maîtrise de la reproduction des animaux, pour des systèmes d’élevage plus durables, plus respectueux de l’environnement, ainsi que de la santé des animaux et des Hommes.

Lire le communiqué de presse de l'INRA

Une voie d’accès inédite à des thio-glycopeptides

Des chimistes du Centre de Biophysique Moléculaire et du laboratoire Biomolécule-Conception, Isolement et Synthèse (BIOCIS, CNRS UMR 8067/Université Paris-Sud) ont mis au point une méthode simple et originale pour synthétiser des peptides thioglycosylés, des glycoconjugués réputés pour être très stables dans les milieux biologiques. Ces travaux représentent une avancée notable en glycochimie, et ouvrent la possibilité à de multiples applications dans la synthèse de glycopeptides et de glycoprotéines d’intérêt thérapeutique, ou comme outils pour explorer le monde du vivant.

Les kisspeptines, futures alliées de la reproduction en élevage

Retrouvez dans CNRS Innovation l’article consacré à la collaboration entre le CBM, le PRC et l’ICOA et une société de biotechnologies pour synthétiser des analogues plus performants et les tester sur le terrain.

Decourt C., Robert V., Anger K., Galibert M., Madinier J.-B., Liu X., Dardente H., Lomet D., Delmas A. F., Caraty A., Herbison A. E., Anderson G. M., Aucagne V. and Beltramo M.
A synthetic kisspeptin analog that triggers ovulation and advances puberty.
Scientific Reports, 6 , 26908 – doi : http://dx.doi.org/10.1038/srep26908

Contacts :

Vincent Aucagne – Centre de biophysique moléculaire

Massimiliano Beltramo – Physiologie de la reproduction et des comportements