La microcine J25 (MccJ25) est un peptide antibactérien inhibiteur de l'ARN polymérase, produit par Escherichia coli AY25 selon la voie ribosomique. Sa structure tridimensionnelle en forme de lasso résulte du clivage d'un précurseur, McjA, et de la formation sur le peptide C-terminal résultant, d'une liaison amide Gly1-Glu8. Nous avons d'abord étudié le mode d'import de MccJ25 dans les bactéries et avons montré in vivo et in vitro qu'elle parasite un transporteur du complexe fer/ferrichrome, FhuA. Ainsi, MccJ25 se lie à FhuA avec un Kd de 1.2 µM, pour former un complexe de stœchiométrie 2:1. La boucle en épingle à cheveu béta définie par les résidus Val11-Pro16 de MccJ25 est nécessaire à cette étape de reconnaissance. Dans un second temps, nous avons étudié la biosynthèse de MccJ25. Nous avons montré par inactivation et complémentation de gènes que les deux protéines, McjB et McjC codées par le cluster génétique de la microcine, sont nécessaires au processus de maturation. McjA, McjB et McjC produites en système recombinant ont permis de montrer que McjB et McjC sont capables de catalyser la conversion de McjA (précurseur linéaire inactif) en MccJ25 dotée d'activité antibactérienne et structurée en lasso. L'étude des similarités de séquences de McjB et McjC indique que McjB serait responsable du clivage protéolytique de McjA et McjC de la formation de la liaison Gly1-Glu8.

Les peptides lasso sont des peptides synthétisés par les bactéries selon la voie ribosomale et qui subissent des modifications post-traductionnelles, leur conférant une topologie remarquable incluant un nœud moléculaire. Ils possèdent un cycle macrolactame N-terminal, dans lequel est insérée et piégée la queue C- terminale. Cette topologie est stabilisée par des contraintes stériques et/ou des ponts disulfure. Leurs propriétés biologiques (antagonistes de récepteurs, inhibiteurs d'enzymes pouvant leur conférer des propriétés antivirales ou antibactériennes) et la très grande stabilité de leur structure "lasso" leur confèrent un fort attrait biotechnologique. Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte de compréhension des éléments de séquence gouvernant la topologie et l'activité de ces peptides, à travers le développement de méthodes spectroscopiques. Les relations structure/activité d'un peptide lasso antibactérien produit par Escherichia coli, la microcine J25 (MccJ25) ont été examinées. Une mutagenèse dirigée sur le précurseur a permis de générer des variants de MccJ25, dont la topologie (structure en lasso ou cyclique-branchée) a été déterminée par LC-MS/MS, digestion par la carboxypeptidase Y, et pour certains par RMN. L'activité antibactérienne contre Salmonella enterica a été mesurée. Les éléments gouvernant le piégeage stérique de la queue C-terminale dans le cycle macrolactame ont été identifiés. Les résidus situés sous le cycle (Tyr20, Gly21) et la taille du cycle sont critiques pour la topologie et l'activité antibactérienne, tandis que la réduction de la taille de la boucle Tyr9-Ser18 au-dessus du cycle ou l'allongement de la queue C- terminale Tyr20-Gly21 sous le cycle ne perturbent pas la topologie en lasso, mais ont des effets sur l'activité, allant de la réduction à la suppression. Nous avons isolé et caractérisé un nouveau peptide lasso produit par Streptomyces sviceus découvert par exploration des génomes, la svicéucine. La structure tridimensionnelle du peptide a été déterminée d'après les données de RMN en solution. Ce peptide présente un cycle macrolactame de 9 résidus dans lequel est piégée la queue C-terminale, la structure étant stabilisée par deux ponts disulfures cycle-queue, Cys1/Cys13 et Cys7/Cys19. Ce nouveau peptide s'apparente à des peptides lasso antimicrobiens et anti-HIV comme RP 71955. Il possède une activité antimicrobienne contre des bactéries à Gram positif. Enfin, une étude spectroscopique de différents peptides lasso nous a permis de décrire des signaux caractéristiques des régions structurales de peptides lasso. L'étude de la dynamique de MccJ25 par relaxation de spin 15N en RMN montre une certaine inhomogénéité de la mobilité interne de ses résidus selon leur position dans la structure " lasso ". En outre, l'étude par dichroïsme circulaire de MccJ25, de la svicéucine et de la capistruine (peptide lasso produit par Bhurkholderia thailandensis), a révélé que certains peptides lasso présentent une bande positive autour de 220 nm, caractéristique de la topologie lasso