Diversité de séquence dans le cadre des peptides lasso : Découverte de variants fonctionnels de la microcine J25 avec plusieurs substitutions d'acides aminés

La microcine J25 (MccJ25) est un peptide antimicrobien synthétisé de manière ribosomale qui présente une structure de lasso enroulé inhabituelle où la "queue" C-terminale du peptide est insérée à travers un "anneau" macrocyclique formé par les résidus N-terminaux. La production de MccJ25 dans Escherichia coli dépend d'un cluster de quatre gènes codant le gène structural mcjA, deux enzymes de maturation mcjB et mcjC, et un facteur d'immunité, mcjD, sous la forme d'une pompe d'exportation de MccJ25. Ici, nous avons développé un système de contrôle orthogonal de l'expression de mcjA et mcjD, permettant ainsi un contrôle indépendant de la production et de l'exportation/immunité de MccJ25 dans E. coli. Nous avons utilisé ce système pour cribler des bibliothèques de mutagenèse de saturation ciblant soit la portion anneau soit la portion queue de MccJ25 et avons découvert près de 100 nouveaux variants de MccJ25 conservant une fonction antimicrobienne. Bien que plusieurs substitutions d'acides aminés dans la portion queue du peptide soient bien tolérées, la mutagenèse de la portion anneau du peptide est néfaste à la fonction antimicrobienne de MccJ25. Nous avons démontré que la fonction diminuée des variants d'anneau est due à leur incapacité à être transportés dans le cytoplasme de souches sensibles. De plus, nous avons trouvé plusieurs variants de MccJ25 issus de la bibliothèque de queue avec une efficacité améliorée envers les souches sensibles à MccJ25, E. coli et Salmonella enterica sérovar Newport, les meilleurs variants affichant presque un accroissement de 5 fois de la puissance. Les résultats décrits ici fournissent des preuves supplémentaires que diverses séquences d'acides aminés peuvent être tolérées par le repliement rigide du peptide lasso.