Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Polysaccharides fongiques“

Cet article porte sur un certain nombre d'activités enzymatiques d'origine végétale possédant la propriété d'altérer des polysaccharides pariétaux bactériens ou fongiques. Ces activités sont présentées selon les cinq aspects suivants. Premièrement, on traitera de la détection et de la diversité électrophorétiques de certaines enzymes à potentiel antimicrobien. Ces enzymes sont les chitinases, les déacétylases de la chitine, les chitosanases, les ß-1,3-glucanases, les lysozymes et d'autres activités hydrolysant les parois bactériennes ou fongiques. Deuxièmement, on présentera des résultats d'inhibition de croissance de certains microorganismes exposés à des enzymes végétales séparées électrophorétiquement. Troisièmement, certaines données sur des plants transgéniques exprimant des enzymes à potentiel antimicrobien seront discutées brièvement. Quatrièmement, quatre enzymes présentes chez les végétaux seront comparées à leur équivalent microbien ou animal. Ces enzymes sont les chitinases, les chitosanases, les ß-1,3-glucanases (laminarinases) et les lysozymes. La comparaison indique que toutes ces activités se trouvent chez certains microorganismes et animaux supérieurs en plus de leur présence chez les végétaux. Les chitosanases n'ont cependant pas encore été rapportées chez les animaux. Il s'agit là d'une exception fort intéressante par rapport aux autres enzymes mais dont la signification n'a pas été élucidée. Enfin, le cinquième aspect traitera de quatre types d'enzymes végétales à potentiel antimicrobien en fonction des protéines végétales reliées à la pathogenèse (protéines PR). Les protéines PR sont des protéines de stress dont la synthèse de novo est stimulée par divers agents biotiques ou abiotiques. Dans certaines conditions de stress, les chitinases, les chitosanases, les ß-1,3-glucanases (laminarinases) et les lysozymes d'origine végétale sont des protéines PR. Par contre, ces activités enzymatiques peuvent être aussi exprimées de façon constitutive et sous diverses formes moléculaires dans certains organes des plantes supérieures. Les organes reproducteurs semblent particulièrement une excellente source de certaines isoformes de ces enzymes à potentiel antimicrobien.

Des molecules appelees eliciteurs isolees de la paroi ou du filtrat de culture d'agents microbiens sont capables d'induire chez la plante des reactions de defense dont la synthese de phytoalexines. Chez l'illet, la synthese de phytoalexines, dianthalexine et methoxydianthramide, a ete observee apres traitement des boutures par les filtrats de culture des champignons pathogenes fusarium oxysporum f. Sp. Dianthi et phytophthora parasitica dastur cultives in vitro. Le fractionnement par chromatographie sur deae-cellulose du filtrat de culture de f. Oxysporum a permis d'isoler une fraction non retenue active sur illet. Un fractionnement supplementaire des composes polysaccharidiques de f. Oxysporum f. Sp. Dianthi sur cl4b a conduit a la purification d'une fraction fa composee de glycanes de 10 kda. Ces glycanes, actifs sur illet, contiennent du mannose, du galactose et du glucose lies en (1>3) et (1>4) avec de nombreuses ramifications en 2, 3 et 6 ainsi qu'un hexofuranose di-o-substitue. La fraction non retenue isolee du filtrat de culture de p. Parasitica est tres faiblement active sur illet, elle contient des (1>3)(1>6)-d-glucanes. Par contre l'activite se retrouve essentiellement dans la fraction liee (pl) qui contient en melange des polysaccharides et des proteines. L'eliciteur present dans la fraction pl de p. Parasitica dastur a ete isole par electrophorese preparative. Il s'agit d'une glycoproteine de 25 425 da composee de 17 acides amines differents et dont la partie polysaccharidique renferme du mannose, du galactose et du glucose ainsi que les oses amines galactosamine et glucosamine presents en tres faible quantite. Cette etude (preliminaire) montre que l'eliciteur de phytoalexines chez l'illet possede une nature chimique differente selon la source fongique. Il s'agit d'un glycane de faible masse moleculaire pour f. Oxysporum f. Sp. Dianthi alors que pour p. Parasitica dastur il s'agit d'une glycoproteine de 25 425 da. Les (1>3)(1>6)-d-glucanes exocellulaires de p. Parasitica dastur et la glycoproteine de 25 425 da (gp30) se retrouvent dans le filtrat de culture d'isolats pathogenes et non pathogenes sur tabac appartenant a la variete nicotianae. Ces composes exocellulaires sont tres faiblement actifs sur l'illet. De plus les isolats fortement pathogenes sur tabac (t) produisent une proteine (p) de 11 kda differente de la parasiticeine (e) produite par les isolats faiblements pathogenes (t) ou non pathogenes (nt). Cette proteine p est active sur l'illet. Les isolats de p. Parasitica peuvent etre classes en te p + (isolats pathogenes sur tabac, non producteurs d'elicitine, producteurs de la proteine p), te +p (isolats faiblement pathogenes sur tabac, producteurs de la parasiticeine, non producteurs de la proteine p) et nt e +p (isolats non pathogenes sur tabac, producteurs de la parasiticeine, non producteurs de la proteine p). La glycoproteine (gp30) presente dans les trois classes d'isolats est un marqueur de l'espece parasitica.

Une precipitation par l'ethanol du filtrat de culture ou l'autoclavage de la paroi delipidee de l'isolat hypovirulent 911 de gaeumannomyces graminis, champignon phytopathogene, ont permis d'isoler des fractions inductrices d'une resistance chez le ble vis-a-vis de souches agressives de ce pathogene. La purification et l'analyse de ces fractions ont montre que les composes actifs etaient des glycoconjugues riches en mannose de masses moleculaires comprises entre 10#4 et 2. 10#6 da. Nous avons aussi etudie les beta(1>3) (1>6)-d-glucanes presents dans la paroi de champignons phytopathogenes: phytophtora parasitica dastur, phytophtora capsici, fusarium oxysporum et aspergillus giganteus mutant alba. Les resultats obtenus montrent que le taux et la longueur des ramifications de ces polysaccharides varient selon l'espece, le genre, le milieu de culture du champignon qui les synthetise ainsi que selon le mode d'extraction utilise pour les isoler. Les glucanes isoles de f. Oxysporum sont les seuls a adopter une conformation en helice simple stable. L'extraction par la potasse permet d'isoler a partir du mycelium d'aspergillus des beta(1>3) glucanes lineaires. Ces polysaccharides presentent d'une part, une activite antigenique, d'autre part une activite immunomodulatrice sur une lignee de macrophage murins. Ils induisent, par ailleurs, la synthese de capsidiol chez le tabac et ont une activite antivirale vis-a-vis de la mosaique du tabac

La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique de l'intestin qui peut s'expliquer par une dysbiose et une dérégulation de la réponse immune chez des individus génétiquement susceptibles. Des observations expérimentales et cliniques suggèrent le rôle prépondérant de certains microorganismes du microbiote intestinal comme agents pouvant contribuer au déclenchement ou au maintien de l'inflammation associée à la MC. Parmi ces derniers, nous retrouvons les levures commensales du genre Candida dont la colonisation digestive est accrue chez les patients atteints de MC. Dans ce contexte, notre équipe étudie le rôle des composants pariétaux fongiques dans la régulation de l'inflammation intestinale. Dans le cas de Candida glabrata (C. glabrata), ces études montrent que la chitine fongique est capable d'atténuer l'inflammation tout en réduisant la prolifération fongique dans un modèle murin de colite chimio-induite. Dans ce même modèle, nous avons montré que la biodiversité bactérienne intestinale se réduit au fur et à mesure du développement de la colite et que cette diminution est corrélée à une augmentation de la prolifération de C. glabrata. De plus, l'ajout de la chitine a pour conséquence de modifier le microbiote intestinal en faveur des bactéries anaérobies : Bacteroides thetaiotaomicron et Lactobacillus johnsonii. Par la suite et dans ce même modèle, l'administration orale de ces deux bactéries anaérobies ont permis de révéler que celles-ci participent au même titre que la chitine à l'atténuation de l'inflammation intestinale et à la réduction des populations pathobiontes.Toutefois, les mécanismes qui régissent l'interaction Candida-bactéries anaérobies ainsi que les déterminants moléculaires mis en jeu restent à caractériser. La première partie de ce projet a été d'étudier les métabolites impliqués dans l'interaction bactéries anaérobies- cellules épithéliales intestinales coliques de souris. Nos études montrent que l'acide oléique (OA), seul ou combiné avec l'acide palmitique (PA), présente des propriétés anti-inflammatoires notables en réduisant l'expression de plusieurs marqueurs inflammatoires exprimés par les cellules Caco-2 exposées au DSS (Dextran sulfate de sodium). Nos investigations ont également démontré que l'activité de l'OA sur les macrophages induirait une augmentation de l'expression de l'IL-10 et une diminution de divers marqueurs pro-inflammatoires, probablement en lien avec la reconnaissance de l'OA par les récepteurs FFARs et AhR. Ces AG présentent aussi des propriétés inhibitrices sur la formation du biofilm, l'adhérence et la viabilité fongique. L'ensemble de ces propriétés a été confirmé dans un modèle murin de colite DSS-induite où l'administration orale de ces deux AG atténue les paramètres inflammatoires tout en réduisant la prolifération de C. glabrata et des populations bactériennes pathobiontes.Dans la seconde partie de ce projet, nos investigations confirment les propriétés anti-inflammatoires et immunomodulatrices de la chitine administrée de manière curative (par voie intra-péritonéale) à des souris avec colite DSS-induite. Ce traitement induit une diminution des paramètres inflammatoires (scores clinique et histologique), de l'expression des cytokines et médiateurs pro-inflammatoires conduisant à une diminution des charges fongique et bactérienne aérobie fécales. Les souris, prétraitées avec de la chitine (administrée par voie sous-cutanée) préalablement à leur exposition au DSS, sont protégées contre la colonisation digestive par C. glabrata. Bien qu'il s'agisse d'un résultat déterminant, les mécanismes qui régissent la clairance fongique associés à ce traitement restent encore à explorer. Nos données montrent aussi que ce traitement préventif permet d'induire des anticorps dirigés contre la chitine. Cependant et contrairement au traitement curatif, ce traitement ne permet pas de réduire l'inflammation intestinale
Crohn's disease (CD) is a chronic inflammatory disease of the intestine caused by dysbiosis and dysregulation of the immune response in genetically-susceptible individuals. Experimental and clinical studies suggest that certain microorganisms in the intestinal microbiota play a major role in the triggering or maintenance of inflammation associated with CD. These microorganisms include commensal yeasts of the genus Candida, which increase significantly in the digestive tract of patients with CD. In this context, our group studied the role of fungal cell wall components in the regulation of intestinal inflammation. In the case of Candida glabrata, these studies showed that fungal chitin is capable of attenuating inflammation while reducing fungal proliferation in a murine model of chemically-induced colitis. In this same model, we also showed that the intestinal bacterial biodiversity decreases gradually as colitis develops and that this decrease is correlated with an increase in proliferation of C. glabrata. In addition, the addition of chitin modifies the intestinal microbiota in favour of the anaerobic bacteria Bacteroides thetaiotaomicron and Lactobacillus johnsonii. As a result, and in this same model, oral administration of these two anaerobic bacteria revealed that they participate in the same way as chitin in the attenuation of intestinal inflammation and the reduction of disease-causing populations.However, the mechanisms that regulate the interaction between Candida and anaerobic bacteria, as well as the molecular determinants brought into play, remain to be characterised. The first part of our work studied the metabolites involved in the interaction between anaerobic bacteria and colonic epithelial cells of mice. These studies showed that oleic acid (OA), alone or combined with palmitic acid (PA), had notable anti-inflammatory properties by reducing the expression of several inflammatory markers expressed by Caco-2 cells exposed to DSS (dextran-sulphate sodium). Our investigations also demonstrated that the action of OA on macrophages induced an increase in expression of IL-10 and a decrease in diverse pro-inflammatory markers, probably linked to the recognition of OA by the receptors FFARs and AhR. These fatty acids also had inhibitory properties on biofilm formation, adherence and fungal viability. All of these properties were confirmed in a murine model of DSS-induced colitis where the oral administration of these two fatty acids attenuated inflammation by reducing the proliferation of C. glabrata and disease-causing bacterial populations.In the second part of this project, our investigations confirmed the anti-inflammatory and immunomodulating properties of chitin administered curatively (by intra-peritoneal administration) to mice with DSS-induced colitis. This treatment induced a decrease in inflammatory parameters (clinical and histological scores) and the expression of cytokines and pro-inflammatory mediators, leading to a decrease in the fungal and aerobic bacterial load in the faeces. Mice, pretreated with chitin (administered subcutaneously) prior to their exposure to DSS, were protected against digestive colonisation by C. glabrata. Although this is a significant result, the mechanisms that lead to fungal clearance associated with this treatment are unknown. Our data show that this preventive treatment induces antibodies directed against chitin. However, and contrary to curative treatment, this treatment does not reduce intestinal inflammation

Ce travail a porte sur la purification et la caracterisation des glycosyltransferases de saprolegnia monoica. Des analyses biophysiques (diffraction aux rayons x, diffraction electronique, spectroscopie infra-rouge) ont permis de montrer la presence de chitine granulaire dans la paroi du champignon. Des analyses quantitatives et l'utilisation de polyoxine d ont montre que la chitine ne joue pas un role morphogenetique important. La cellulose parietale de saprolegnia est fibrillaire et faiblement cristalline. Des fractions enrichies en beta 1,3 et beta 1,4 glucane synthases ont ete obtenues par centrifugation des enzymes solubilisees sur gradient de glycerol et piegeage des enzymes par leur produit de reaction. Les analyses en sds-page de ces fractions ont montre la structure oligomerique des glucane synthases. Ces resultats ont ete confirmes par l'obtention d'anticorps monoclonaux anti-glucane synthases. La structure de la beta 1,3 glucane synthase a ete etudiee a l'aide d'anticorps polyclonaux diriges contre les polypeptides caracteristiques de l'enzyme (western-blots, immunoprecipitation et immunomarquage des enzymes associees a leur produit de reaction). Les sequences n-terminales des polypeptides caracteristiques de la beta 1,3 glucane synthase ont ete determinees. Une banque d'adnc du champignon a ete criblee a l'aide de l'un des serums polyclonaux obtenus. Onze clones positifs ont ete isoles

La rapidité du diagnostic de candidémie et de candidose invasive (CI) est cruciale pour permettre l'introduction précoce des antifongiques. Cette dernière est souvent retardée car l’ hémoculture, test diagnostique de référence, n’est positive que dans 50% des cas avec un délai de plusieurs jours. Des méthodes complémentaires consistent en la détection sérique de polysaccharides de la paroi des Candida : les β-glucanes (BDG) et les mannanes (Man). Nos objectifs étaient de : a) évaluer la signification et l’intérêt clinique de la détection des BDG et des Man en réanimation b) de participer à l’analyse de l’intérêt d’une méthode de spectrometrie de masse (MS) en développement visant à détecter /caractériser des glycannes fongiques circulants. Matériels et Méthodes : a) Pour l'étude clinique cas-contrôles, la cinétique des BDG/Man par rapport à la candidémie a été évaluée chez 41 patients candidémiques et a été comparée à celle relevée chez 67 patients non candidémiques, hospitalisés dans le même service et chez qui la colonisation était déterminée toutes les semaines. b) une méthode de type MALDI-MS a été appliquée à des sérums après extraction sélective des glycannes et comparée à des standards. Resultats : au seuil recommandé le BDG est un biomarqueur sensible, précoce, mais peu spécifique pour le diagnostic de candidémie en réanimation. Il ne semble pas affecté par la colonisation mais sa décroissance lente le rend peu utile pour le suivi du traitement. A l'opposé, le Man est un biomarqueur très spécifique mais peu sensible. En changeant les seuils du BDG, son utilisation séquentielle avec le Man permet de proposer un algorithme dans le cadre d'une stratégie thérapeutique préemptive. b) La méthode MALDI-MS permet de révéler un signal m/z 365 correspondant à un disaccharide (dont le tréhalose) associé aux CI humaines et expérimentales. Des études préliminaires montrent que ce test semble avoir une bonne sensibilité et une bonne spécificité pour le diagnostic de CI ainsi que pour d’autres infections fongiques. Conclusion : a) Le BDG est un marqueur sensible, le Man est une marqueur spécifique, leur utilisation conjointe peut permettre un diagnostic précoce des CI et une rationnalisation du traitement antifongique. b) L'application de la méthode MALDI-MS à la détection/caractérisation des glycannes circulant semble présenter un important potentiel pour se substituer ou complémenter les méthodes diagnostiques actuelles de CI
The rapidity of the diagnosis of candidaemia and invasive candidiasis (IC) is crucial to allow the early introduction of antigungal therapy. This one is often delayed because Candida yeasts are found in blood culture, the gold standard diagnostic test, in only 50% of cases of IC and several days are needed to have this result. Complementary methods relie on the detection of Candida cell wall polysaccharids in the serum, β-glucans (BDG) and mannans (Man). Our objectives were to : a) determine the signification and clinical interest of the detection of BDG and Man in intensive care b) take part in the analysis of the interest of a mass spectrometry (MS) technic in development which aim to detect/caracterize circulant fongic glycans. Materials and Methods : a) For the clinical case-control study, the BDG and Man kinetics in relation with candidaemia were evaluated in 41 candidemic patients, and were compared to the kinetic observed in 67 non candidemic patients, hospitalised in the same ward and assessed weekly for yeast colonisation b) a MALDI-MS method was applied to sera after selective extraction of glycans and compared to standards. Results : BDG at the recommanded cut-off is a sensitive and precoce but non specific test for the diagnosis of candidemia in ICU. It does not seem to be affected by the colonisation, but its very slow decrease limits its usefulness for the management of the treatment. At the opposite, Man is very specific but not sensitive. Modulating the cut-off of BDG, it is possible to propose a decisional algorithm for preemptive therapy based on the sequential use of BDG and Man. b) MALDI-MS reveals a signal at position m/z 365, corresponding to a disaccharid (among which is trehalose), associated to human and experimental IC. In preliminary studies this test seems to have good sensitiity and specificity for the diagnosis of IC as well as for other fungal infections. Conclusion : a) BDG is a sensitive test, Man is a specific one, and their joint use could be useful for an early diagnosis of IC and a rationalization of the antifungal treatment. b) The application of MALDI-MS method to the detection/caracterisation of circulating glycans seems to present an important potential to replace or complete the current available diagnostic tools of IC

L'espece psat isolee et conservee au laboratoire de cryptogamie de l'universite paul sabatier de toulouse, produit un exopolysaccharide de type beta (1 3) beta (1 6) glucane. Cette espece se rattache au genre pestalotiopsis (selon steyaert). Le polymere a un comportement rheologique de type pseudoplastique et presente un pouvoir suspensoide eleve. La viscosite n'est pas alteree par l'influence de facteurs externes tels que les sels, les ph acides et les hautes temperatures. La production de ce polymere est amelioree par l'apport, dans le milieu de culture, de x(source carbonee) et de y(source azotee) dont le rapport carbone sur azote (c/n) a ete defini afin d'obtenir le meilleur rendement

Etude du role des glucanes et de la chitine de la paroi cellulaire des entomophtorales dans la pathogenicite de ces champignons. Des protoplastes ne sont pas reconnu comme etrangers et peuvent proliferer dans l'hote. L'absence des polysaccharides de paroi chez les protoplastes est correlee a l'existence d'inhibiteurs des enzymes: glucane-synthase et chitine synthase. Mise en evidence chez aspergillus fumigatus d'inhibiteur de la glucane-synthase

Dans le contexte actuel, il devient nécessaire de rendre les alternatives au pétrole, tel que le bioéthanol 2G, disponibles à grande échelle. Cependant, l’étape d’hydrolyse par les enzymes de Trichoderma reesei reste un verrou à un procédé économiquement stable et rentable. Ces travaux de thèse, s'intègrent dans le cadre du projet Futurol et ont pour objectifs d'identifier et de caractériser de nouvelles enzymes fongiques pour améliorer l'hydrolyse de la biomasse lignocellulosique. A partir des données protéomiques disponibles pour Podospora anserina et Fusarium verticillioides, une douzaine d'enzymes candidates ont été identifiées dans leurs sécrétomes. Ce travail de thèse s'est plus particulièrement focalisé sur les AA9s « Lytic Polysaccharide Monooxygenases » (LPMOs) de P. anserina. Parmi les LPMOs étudiées, PaLPMO9A, PaLPMO9E et PaLPMO9H, qui possèdent un CBM1, sont les plus actives sur la cellulose. La détermination de la régiosélectivité d'action a mis en évidence que PaLPMO9A et PaLPMO9H clivent la cellulose en position C1 et C4 alors que la PaLPMO9E génère uniquement des produits oxydés en C1. La PaLPMO9H est la plus versatile puisqu’elle est active sur les cello-oligosaccharides solubles et sur les polysaccharides hémicellulosiques liés en β-(1,4) (i.e., xyloglucane, glucomannane). La supplémentation du cocktail de T. reesei avec PaLPMO9E ou PaLPMO9H a permis de doubler les rendements d'hydrolyse du miscanthus prétraité. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de démontrer l'importance de ces enzymes oxydatives dans les phénomènes de déconstruction de la lignocellulose chez les champignons filamenteux
In the current context, it becomes essential to make alternative to oil, such as the 2G bioethanol, available at large scale. However, the hydrolysis step by Trichoderma reesei enzymes remains the major bottleneck for an economically sustainable process. The present work is part of the Futurol project, and aims at identifying and characterizing new fungal enzymes to improve the hydrolysis of lignocellulosic biomass. From the proteomic data available for Podospora anserina and Fusarium verticillioides, a dozen of interesting enzymes were identified in their secretomes. This work focuses, mainly, on the AA9s « Lytic Polysaccharide Monooxygenases » (LPMOs) from P. anserina. Among all the LPMOs studied, PaLPMO9A, PaLPMO9E and PaLPMO9H that harbored a CBM1 were the most active on cellulose. Investigation of their regioselective mode of action revealed that PaLPMO9A and PaLPMO9H oxidatively cleaved at both C1 and C4 positions while PaLPMO9E released only C1-oxidized products. PaLPMO9H that was the most versatile in terms of substrate specificity as it also displayed activity on cello-oligosaccharides and β-(1,4)-linked hemicellulose polysaccharides (e.g., xyloglucan, glucomannan). The hydrolysis yield of the pretreated miscanthus was significantly improved up to 2 fold, when the PaLPMO9E, or PaLPMO9H were supplemented to the T. reesei cocktail. This work demonstrated the importance of these oxidative enzymes for lignocellulose deconstruction by fungi. These biocatalysts open new prospects to improve the enzymatic conversion of plant biomass for 2G bioethanol production

Le schizophyllane poly 13 glucane neutre de fermentation fongique, possede un ensemble de proprietes en solution interessantes (pouvoir epaississant et viscosifiant). Ces proprietes sont la consequence de l'existence en solution d'une conformation rigide dont la nature exacte depend des conditions de biosynthese et de postbiosynthese. Des echantillons, issus de diverses biosyntheses et differant par la nature des traitements subis apres l'etape de fermentation, ont ete analyses en solution aqueuse diluee et semi-diluee, sous forme native (temperature ambiante, ph neutre) et denaturee (apres alcalinisation et traitement thermique). Diverses methodes physicochimiques ont ete mises en oeuvre pour l'analyse conformationnelle en solution et la determination des parametres moleculaires et macromoleculaires des formes ordonnee et desordonnee: rheologie, diffusion elastique et quasielastique de la lumiere, chromatographie d'exclusion sterique. Pour la forme ordonnee (triple helice), un modele de chaine semi-rigide a longueur de persistance rend bien compte des variations de la viscosite intrinseque, du rayon de giration et du coefficient de diffusion de translation avec la masse moleculaire. Les traitements alcalin et/ou thermique effectues en fin de fermentation peuvent entrainer une denaturation partielle de la structure secondaire ordonnee native qui peut etre responsable de l'heterogeneite observee sur certains echantillons. Une reaction secondaire de degradation independante de la conformation et de cinetique plus lente que la denaturation, peut egalement etre mise en evidence lors des traitements thermiques