7 - Métabolites Secondaires et Antibiotiques Flashcards
Qu’est-ce qu’un métabolite primaire? Quel est le genre de débit?
Métabolite impliqué dans de nombreuses réactions.
Débit élevé.
Qu’est-ce qu’un métabolite secondaire? Quel est le genre de débit?
Métabolite qui ne sert plus à des réactions, et qui d’habitude est excrété.
Débit faible.
Vrai ou faux? Les métabolites secondaires sont non-statiques.
Faux, les métabolites secondaires sont statiques, car il n’y a plus de flux.
Si les déchets semblent inévitables, qu’est-ce que cela dit sur la synthèse des produits statiques?
La synthèse est dite comme étant complexe et énergiquement coûteuse. Un individu peut très bien vivre sans ce « produit ».
Vrai ou faux? Cela fait du sens que l’évolution ait gardé de tels procès métaboliques classés comme étant inutiles.
Vrai. Même si les produits ne semblent pas servir à grand chose, leur production comprend plusieurs étapes « secondaires ». Cela veut donc dire que les produits inutiles sont utiles pour l’organisme qui les produit.
En général, que sont des exemples de produits statiques? (3)
Toxines, colorants, odorants.
Vrai ou faux? Le fait que la production des « produits » demande beaucoup d’énergie signifie que le corps est en bonne santé.
Vrai, cela peut indiquer une bonne santé métabolique.
À quoi servent les métabolites secondaires pour les espèces?
Ils servent à la communication compétitive ou mutualiste inter-espèces. Cela sert donc comme rôle écologique.
Les métabolites secondaires sont souvent dit comme étant un exemple de toxines de défense. Quels seraient des exemples?
Les toxines de défense seraient dirigés vers des prédateurs, mais aussi des compétiteurs.
Colorants, odorants, aromates, jouant un rôle avertissant et/ou attractant.
Chez quelles classes d’espèces est-il possible de remarquer la forte influence des métabolites secondaires comme « armes biologiques » ? (4)
- Plantes;
- Bactéries;
- Champignons;
- Animaux (surtout avertébrés).
Quelles sont les deux classes différentes pour les métabolites secondaires?
1) Attraction et stimulation;
2) Defence et compétition.
Vrai ou faux? Les métabolites secondaires sont souvent intéressants pour l’humain et les mammifères.
Vrai.
Exemple: l’herbe à chats permet la protection des piqûres de moustiques.
Quel est le rôle de l’évolution dans le métabolisme primaire?
Vu que le métabolisme primaire est hautement conservé lors de l’évolution, la synthèse de métabolites secondaires est hautement diversifié (avec des variations très subtiles).
Comment est-ce que les enzymes déjà existantes ont évoluées? (2)
Fusion et/ou duplication de gènes.
Vrai ou faux? Il y a une réelle révolution inventive du point de vue des métabolites secondaires, en terme du fait qu’ils varient.
Faux.
Il n’y a pas de révolution inventive; c’est un jeu avec des variations et combinaisons au cours de l’évolution.
Entre quels organismes y a-t-il eu une co-évolution, ce qui a été un moteur de la diversification des métabolites secondaires et leurs synthèses? (2)
Entre les angiospermes (plantes à fleurs) et les espèces d’insectes.
Vrai ou faux? Les métabolites de luxe sont produits en grande quantité.
Faux, ils sont produits en petite quantité, et sont hiérarchisés après les métabolites primaires.
Les métabolites secondaires sont-ils produits lors de la phase de croissance ou la phase stationnaire?
Chez les bactéries, c’est lors de la phase stationnaire.
Les métabolites secondaires peuvent être regroupés en groupe. Ceux-ci concernent quels aspects? (2)
Les groupes sont en fonction de leurs structures chimiques et de leurs voies de synthèse.
Quels sont des exemples de groupes de métabolites secondaires? (3)
- Alcaloïdes;
- Terpénoïdes;
- Composés phénoliques.
Vrai ou faux? Les groupements des métabolites secondaires n’indiquent pas forcément leur bioactivité?
Vrai.
Vrai ou faux? Les concentrations des métabolites secondaires ne sont pas médiées par les métabolites primaires, vu qu’ils sont synthétisés par autres composés de l’organisme.
Faux. La concentration des métabolites primaires est un aspect limitant de la synthèse des métabolites secondaire, vu que ceux-ci sont créés par la transformation des métabolites primaires.
Vrai ou faux? Le métabolisme des bactéries et plantes est similaire.
Vrai, les deux se ressemblent. Cela ressemble aussi au métabolisme secondaire des champignons.
À quel moment est-ce que la synthèse des métabolites primaire chez les plantes/bactéries/champignons commence-t-elle?
Au début de la phase exponentielle.
À quel moment est-ce que la synthèse des métabolites secondaires chez les plantes/bactéries/champignons commence-t-elle?
Au début de la phase stationnaire.
Que produisent les métabolites secondaires, en terme de particularité?
Les métabolites secondaires sont en mesure de produire des antibiotiques.
Comment sont produits les antibiotiques?
Ils sont produits particulièrement lorsque la bactérie est en compétition avec d’autres microorganismes (bactéries, ou champignons versus bactéries).
Qu’est-ce que les antibiotiques β-lactame? Que sont certains points importants concernant ce groupement? (5)
Antibiotiques ayant un noyau β-lactame en anneau.
- Surtout contre bactéries à Gram +;
- Inhibition de la formation de la paroi bactérienne;
- Se fixent aux enzymes de synthèse de la paroi (pseudosubstrat);
- Produites par Pénicillium (champignon);
- Permet la production du premier antibiotique (pénicilline).
Qu’est-ce que les antibiotiques tetracyclines? Que sont certains points importants concernant ce groupement? (6)
Antibiotiques ayant un noyau de polycétides.
- Condensation itérative de sous-unités acétyle ou malonyle par les polycétide synthases;
- A spectre large contre Gram - et Gram +;
- Inhibition de la traduction;
- Se fixent à la sous-unité 30S du ribosome;
- Produites par Streptomyces (bactérie Gram +);
- Dérivés semi-synthétiques existent.
Qu’est-ce que les antibiotiques macrolides? Que sont certains points importants concernant ce groupement? (6)
Antibiotique ayant un noyau de polycétides, couplé par des glucides.
- Contre bactéries Gram -;
- Spectre plus large que pénicilline aussi contre les intracellulaires;
- Application dans le cas d’allergie contre β-lactames;
- Inhibition de la traduction;
- Fixation à la sous-unité 50S du ribosome;
- Produites par Streptomyces.
Comment est-ce possible de synthétiser des antibiotiques?
Utilisation d’une grande enzyme contenant plusieurs sites actifs dans des domaines différents, dont l’activité comprend plus ou moins toutes les étapes de la synthèse.
Qu’est-ce qu’un exemple de synthèse d’antibiotique au niveau du métabolisme primaire?
FAS : fatty acid synthase.
Qu’est-ce qu’un enzyme itératif?
Une enzyme dans laquelle un substrat fait plusieurs tours dans l’enzyme avant d’être relâché.
Quels sont les deux enzymes à multiples domaines qui servent à synthétiser de façon itérative?
- NRPS : non ribosomal peptide synthetase;
- PKS : polykétidesynthase itératives.
Quels types de métabolites secondaires les NRPS synthétisent-ils?
Les métabolites secondaires circulaires.
Vrai ou faux? Si les métabolites secondaires circulaires sont synthétisés de façon itérative, ils ne sont pas symétrique.
Faux. Si les métabolites secondaires circulaires sont synthétisés de façon strictement itérative, ils sont aussi symétriques.
Comment est-ce possible d’avoir plus de variations dans les métabolites secondaires et antibiotiques?
En faisant une chaîne d’enzymes, permettant au substrat de passer dans une chaîne de production linéaire modulaire.
Vrai ou faux? Les produits issus de la chaine de production linéaire modulaire peuvent être irréguliers (asymétriques).
Vrai.
Qu’est-ce que la cyclosporine?
Un produit asymétrique issu de la chaine de production linéaire modulaire. Ce dernier n’est pas un antibiotique, mais toutefois un métabolite secondaire de Tolypocladium inflatum.
Pourquoi est-ce que la cyclosporine est considérée comme étant précieuse, même si elle n’est pas un antibiotique?
C’est un puissant inhibiteur de la réponse immune. Comme immunosuppressant, la cyclosporine permet des transplantations.
Les PKS modulaires utilisent-elles plus le système de chaine modulaire ou itérative?
Le système de chaine modulaire.
Qu’est-ce que les PKS modulaires? Quel serait un exemple?
Des modules d’enzymes à plusieurs domaines.
Exemple : DEBS, qui synthétisent le précurseur de l’érythromycine.
Complète la phrase suivante:
Les (…) et les (…) sont synthétisés par les PKS.
Macrolides, tetracyclines.
Vrai ou faux? Les modules DEBS ne ressemblent pas toujours à la FAS?
Faux, les modules DEBS ressemblent toujours à la FAS.
Qu’est-ce que les NRPS synthétisent? Donne des exemples.
Antibiotiques (Vancomycine, Actinomycine), cyclosporine A, pigments, toxines, …
Qu’est-ce que les PKS synthétisent? Donne des exemples.
Antibiotiques (Tetracyclines, Macrolides), rapamycine, lovastatin, aflatoxines, …
Serait-il possible d’utiliser la génie biologique/génétique afin de synthétiser des métabolites secondaires?
Oui, et l’intérêt serait de synthétiser des métabolites secondaires (antibiotiques) à partir de “machines” protéiques nouvelles.
Vrai ou faux? L’utilisation du génie génétique génère des variations inconnues (dans les métabolites secondaires).
Vrai.
Qu’est-ce que les antibiotiques aminoglycosides/aminosides? Que sont certains points importants concernant ce groupement? (5)
Antibiotique portant 2-5 glucides aminés, avec une base D-glucose-6-phosphate.
- Contre Gram - et Mycobactérium tuberculosis;
- Inhibition de la traduction;
- Fixation à la sous-unité 30S du ribosome;
- Produites par actinomycètes (Streptomyces);
- Les effets secondaires produisent des antibiotiques de réserve.
Est-ce que les aminoglycosides sont synthétisées de la même manière que les autres métabolites secondaires?
Non, puisque les aminoglycosides sont des oligosaccharides, donc la synthèse est différente.
Quels sont les deux familles d’antibiotiques qui agissent comme agents bactéricides (donc causent la mort cellulaire).
β-lactames et aminoglycosides.
Quels sont les deux familles d’antibiotiques qui agissent comme agents bactériostatiques (donc diminuent la croissance et reproduction cellulaire)?
Tetracyclines et macrolides.
Quelles sont les cibles individuelles des antibiotiques étudiées dans le cours?
- Pénicilline (β-lactame) : paroi cellulaire;
- Erythromycine (macrolides) : inhibiteur du ribosome 50S;
- Tetracyclines : inhibiteur du ribosome 30S;
- Gentamicine (aminoglycoside) : inhibiteur du ribosome 30S.
Pour déterminer quel antibiotique à utiliser, il faut se fier à un spectre. Quels sont les facteurs à considérer? (6)
- Spectre (large ou étroit);
- Pénétration dans bactéries;
- Pharmacocinétique dans humains;
- Effets secondaires;
- Développement de résistance;
- Antibiotique de réserve ou non.
Vrai ou faux? Il est possible d’utiliser la pénicilline pour traiter tous les problèmes à traiter.
Faux, il y a plusieurs antibiotiques différents pour plusieurs traitements différents.
Vrai ou faux? Les organismes ciblés par les antibiotiques peuvent devenir résistants à leurs effets.
Vrai. Il est possible pour eux de devenir résistants aux antibiotiques.
Quelles sont les souches étant résistantes à la plupart des antibiotiques? (4)
- E. faecalis (Gram +);
- S. pneumoniae (Gram + / acid-fast);
- P. aeruginosa (Gram -);
- S. aureus (Gram +).
La vancomycine est un antibiotique de réserve ou non?
Antibiotique de réserve.
Quelle est la différence entre MSSA et MRSA?
MSSA est une souche susceptible des antibiotiques, et MRSA est la souche étant résistante à tous les antibiotiques (sauf vancomycine).
Quels sont les facteurs qui favorisent l’apparition de souches résistantes? (2)
- Mauvaise utilisation d’antibiotiques;
- Utilisation largement répandue (exemple: élevage du bétail).
Si une souche est résistante aux antibiotiques, est-ce que cela va permettre l’expression de quelque chose? Si oui, quoi?
Oui, les souches résistantes expriment souvent les gènes de résistance.
Quelles sont les différences entre les plasmides et transposons dans le cas du transfert de gènes de résistance?
Plasmide:
- ADN extrachromosomal, réplication autonome;
- Transfert entre bactéries et espèces;
- Souvent plusieurs gènes de résistance sur un plasmide.
Transposon:
- Ensemble de gènes mobiles/transposables;
- Comprennent souvent des gènes de résistance;
- Transfert entre plasmide et chromosome.
Qu’expriment les gènes de résistance? Quels sont les modes d’action de ces molécules? (3)
Les gènes de résistance expriment des protéines qui sont en mesure de:
- Extraire l’antibiotique;
- Détruire l’antibiotique;
- Modification de la cible de l’antibiotique.
La destruction de l’antibiotique est un mode d’action issu des protéines exprimées par les gènes de résistance. Comment est-ce que le tout est entreprit?
Des enzymes (comme la pennicillinase) vont détruire l’antibiotique.
Quelles sont les enzymes possibles pour la destruction d’antibiotiques? (3)
- Pénicillinases (doit prendre en considération les facteurs vus à la carte 54);
- Céphalosporinases;
- Carbapénèmases (exemple: imipénem)
Qu’est-ce que l’imipénem?
Un antibiotique puissant de la famille de carbapénème. Il est résistant contre les β-lactamases, est un antibiotique de réserve. Par contre, NDM est résistant.
Quelle était l’approche originale pour la destruction des antibiotiques?
Attaquer simultanément le mécanisme de résistance (en thérapie combinée).
Pour empêcher le mécanisme de la β-lactamase, une molécule peut être ajoutée au mix. Laquelle pourrait être utilisée, et celle-ci est-elle un antibiotique?
L’acide clavulanique peut être utilisée pour contrer les effets de la β-lactamase.
L’acide clavulanique n’a pas d’activité antibiotique directe.
Vrai ou faux? Les biochimistes ont découvert le mécanisme d’action de l’acide clavulanique.
Faux, le l’approche a été inventée par S.clavuligerus.
Qu’est-ce que le concept d’extraction de l’antibiotique?
Des pompes sont utilisées pour sortir les métabolites / xénobiotiques hors de la cellule.
Le principe des pompes pour l’extraction est le même que quels transporteurs? Quel est l’effet de ce principe en terme d’immunologie?
Le même que les ABC (ATP-binding cassettes), qui sont aussi connus comme MDR (multidrug-resistance). Ce principe rend les cellules tumorales résistantes contre la chimiothérapie.
mdr also stands for mort de rire, mais here we are
Qu’est-ce que la modification des cibles de l’antibiotique? Quelles seraient les modes d’action? (3)
Modification de la cible.
- Mutation (cibles ARN);
- Protéine protectrice (bloquage d’accès à l’antibiotique);
- Utilisation d’autres composés dans la paroi bactérienne.
Vrai ou faux? Il est possible d’avoir une résistance à l’antibiotique post-modification.
Vrai, une cellule peut être résistante à l’érythromycine après méthylation enzymatique.
Vrai ou faux? Les gènes de résistance, c’est quelque chose de nouveau. On avait pas ce problème avant les années 1900s.
Faux, les gènes de résistance sont anciens.
Quel est l’endroit le plus susceptible d’héberger des souches MDR?
L’hôpital.
Qu’est-ce qui favorise la distribution des gènes de résistance?
L’utilisation répandue et inadéquate d’antibiotiques favorise la distribution, tout en maintenant une forte pression de sélection.
Vrai ou faux? Il est peut probable qu’une résistance aux antibiotiques se maintienne en absence de pression de sélection.
Vrai.
