Abstract FR:

L'hydrolyse par les beta-lactamases est le mecanisme de resistance aux antibiotiques le plus repandu. Les enzymes de classe a, une des quatre classes de beta-lactamases, hydrolysent les penicillines. La pression de selection cause l'apparition de mutants a spectre elargi, voire resistants aux inhibiteurs. La majorite de ces mutants vient de la beta-lactamase tem1 de escherichia coli. Malgre les nombreuses donnees cinetiques, le mecanisme enzymatique de cette classe reste debattu. Ce travail decrit les proprietes electrostatiques de l'enzyme tem1 et leur role pour l'optimisation de l'hydrolyse des penicillines. L'environnement electrostatique autour du site actif module le pk a de la lysine 73. Ainsi, le groupement amine est deprotone dans l'apo-enzyme, tandis que le complexe michaelien provoque une forte augmentation du pk a. Ce residu est inaccessible au solvant et ne peut que soustraire le proton du groupement hydroxyle de la serine 70 avoisinante. Ce groupement nucleophile attaque la fonction carbonyle du cycle beta-lactame entrainant la formation de l'acyl-enzyme. La deacylation est favorisee par le fort gradient electrostatique dans l'enzyme. La modulation electrostatique joue aussi un role dans la resistance aux inhibiteurs. La structure de la carbapenemase nmc-a de enterobacter cloacae a ete determinee a la resolution de 1,6 a. La position d'un residu du site actif, non implique dans le mecanisme enzymatique, serait liee au spectre extremement large de nmc-a. Compare aux autres structures de classe a, l'asparagine 132 s'eloigne de plus de 1 a du site actif dans nmc-a, creant l'espace supplementaire a nmc-a pour l'hydrolyse de tous les types d'antibiotiques a beta-lactamine, dont les cephamycines et les carbapenemes, et les inhibiteurs utilises en therapeutique. Les nouveaux antibiotiques et inhibiteurs efficaces sur les beta-lactamases doivent donc viser directement le mecanisme enzymatique, empechant l'adaptation bacterienne sans perte d'efficacite catalytique.