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Issue Lait
Volume 76, Number 1-2, 1996
7th Meeting of the " Club des Bactéries Lactiques ".
Page(s) 91 - 109
DOI http://dx.doi.org/10.1051/lait:19961-29

Lait 76 (1996) 91-109
DOI: 10.1051/lait:19961-29

Les autolysines des bactéries lactiques

M.P. Chapot-Chartier

Unité de recherches de biochimie et structure des protéines, Inra, domaine de Vilvert, 78352 Jouy-en-Josas Cedex, France

Abstract - Autolysins of lactic acid bacteria
Autolysins are defined as endogenous bacterial enzymes able to hydrolyze peptidoglycan which is the main and shape-maintaining component of the cell wall and thus their action can induce bacteriolysis. A number of autolysins have been characterized at the molecular level in different bacteria. The physiological role of these potentially lethal enzymes is not fully understood. Their play a role in cell separation at the end of cell division, in cell wall, turn-over, in flagella formation or in sporulation. In the particular case of lactic acid bacteria which are widely used in dairy industry, cell autolysis allowing the release of intracellular enzymatic content is expected to result in more rapid development of organoleptic properties. aroma intensification as well as bitterness decrease. Knowledge of the autolytic system from lactic acid bacteria is still incomplete and concerns mainly lactococci and lactobacilli. Autolytic properties of different strains were studied in culture medium containing different sugar concentrations and in buffered solutions. Renaturing electrophoresis which consists in SDS-PAGE of a polyacrylamide gel containing an autolysin substrate such as inactivated bacteria or cell wall preparations, allows to detect different peptidoglycan hydrolase activities in lactococi and lactobacilli. The major autolysin activity present in Lactococcus lactis subsp cremoris as well as in Lactobacillus helveticus or Lactobacillus acidophilus was identified as a muramidase. Recently, the gene encoding this muramidase was cloned and sequenced and it was shown to be involved in cell separation at the end of cell division. The impact of starter lactic acid bacteria lysis on cheese ripening was evidenced in the case of a few strains of lactococci in pressed-type cheese. Early lysis of bacteria was correlated with higher level of proteolysis and lower level of bitterness. Further studies conceming the autolytic system of lactic acid bacteria, molecular characterization of the enzymes and regulation of the expression of their activity should provide the tools necessary to obtain strains which lyse early during ripening.


Résumé - Les autolysines sont définies comme des enzymes bactériennes endogènes capables d'hydrolyser le peptidoglycane, qui est le constituant majeur et essentiel de la paroi. Leur action peut donc induire la lyse bactérienne. Un certain nombre d'autolysines ont été caractérisées au niveau moléculaire chez différentes bactéries. Le rôle physiologique de ces enzymes, potentiellement dangereuses pour la cellule, n'est pas complètement élucidé. Elles jouent un rôle dans la séparation des cellules en fin de division cellulaire, dans le renouvellement du peptidoglycane, la formation de flagelles ou encore durant la sporulation. Dans le cas des bactéries lactiques utilisées dans la fabrication des produits laitiers fermentés, l'autolyse des cellules, en permettant de libérer leur contenu enzymatique intracytoplasmique, apparaît comme un moyen d'obtenir un développement plus rapide des qualités organoleptiques, une intensification de certains arômes ou encore une diminution de l'amertume. Les données actuellement disponibles sur le système autolytique des bactéries lactiques sont encore limitées et concernent essentiellement les lactocoques et les lactobacilles. Les propriétés autolytiques de différentes souches ont été étudiées en milieu de culture contenant différents sucres ainsi qu'en solution tamponnée. Par ailleurs, la technique d'électrophorése SDS-PAGE renaturante consistant à inclure un substrat d'autolysine tel que des bactéries autoclavées ou des préparations de parois dans le gel d'acrylamide, permet de mettre en évidence différentes activités peptidoglycane hydrolases chez les lactocoques et les lactobacilles. L'activité autolysine majeure présente chez Lactococcus lactis subsp cremoris ainsi que chez Lactobacillus helveticus et Lactobacillus acidophilus a été identifiée comme étant de type muramidase. Récemment, le gène codant pour cette enzyme a été cloné et séquencé chez L lactis et il a été montré que cette enzyme est impliquée dans la séparation des cellules lors de la division cellulaire. L'impact de la lyse des bactéries du levain sur l'affinage a été mis en évidence dans le cas de quelques souches de lactocoques dans des fromages à pâte pressée. La lyse précoce des bactéries est corrélée avec un niveau de protéolyse plus élevé des caséines et un niveau d'amertume plus faible. Le développement des connaissances concernant le système autolytique des bactéries lactiques, la caractérisation moléculaire des enzymes et l'étude de la régulation de leur expression devrait fournir les outils nécessaires à l'obtention de souches qui se lysent précocement au cours de l'affinage.


Key words: autolysin / lysis / peptidoglycan / lactic acid bacteria / cheese ripening

Mots clés : autolysine / lyse / peptidoglycane / bactérie lactique / affinage du fromage