Lait 76 (1996) 169-177
DOI: 10.1051/lait:19961-215

Bactériocines de bactéries lactiques : données récentes sur leur structure, leur mode d'action et leurs déterminants génétiques

Y. Cenatiempo^a, J.M. Berjeaud^a, F. Biet^a, C. Fremaux^{a, b}, Y. Hechard^a and D. Robichon<sup>a

a</sup>  Institut de biologie moléculaire et d'ingénierie génétique, URA CNRS 1172, université de Poitiers, 40, av du Recteur-Pineau, 86022 Poitiers cedex, France
^b  TEXEL, groupe Rhône-Poulenc, ZI de Buxières, BP 10, 86220 Dange-Saint-Romain, France

Abstract - Bacteriocins of lactic acid bacteria: recent data on their structure, their mode of action and their genetic determinants
Bacteriocins of lactic acid bacteria (LAB) have been subjected to numerous studies starting 10 years ago because they are of major interest at both basic and applied levels. Bacteriocins are produced by numerous species of LAB and directed towards homologous or eventually heterologous (Listeria monocytogenes) strains. A classification has been proposed in accordance to their primary structures. Three classes have been defined, namely lantibiotics, small non lantibiotics and large size bacteriocins. Their mode of action has been analyzed. The current models are based on pore formation in the membranes of the target cells either by a direct insertion in the phospholipid bilayer (lantibiotics) or after an interaction with a putative protein receptor. In both cases, several bacteriocin molecules acting concomitantly are thought to be involved in pore formation. Genetic determinants for bacteriocin synthesis, production and immunity are present in more or less complex gene clusters. The simplest system leads to the synthesis of divergicin A (sec-dependent export) whereas other systems require dedicated export machineries (sec-independent export via ABC transporter). A better knowledge at the molecular level of the basic mechanisms for bacteriocin immunity, production and its regulation, and of the mode of action as well as emerging resistance is still necessary before envisaging extensive technological applications in milk or meat products.

Résumé - Les bactériocines de bactéries lactiques sont l'objet d'une attention toute particulière depuis une dizaine d'années en raison de l'intérêt tant fondamental qu'appliqué qu'elles suscitent. Produites par de nombreuses espèces et dirigées contre des espèces homologues ou plus éloignées, comme Listeria monocytogenes, leur structure primaire a permis de définir une classification en trois classes (lantibiotiques, petites bactériocines non lantibiotiques et bactériocines de grande taille). Leur mode d'action a été également analysé et différents modèles existent pour expliquer la perforation des membranes des cellules cibles de ces bactériocines. La formation de pores membranaires se fait via un récepteur protéique (non lantibiotiques) ou par une insertion directe dans les bicouches phospholipidiques (lantibiotiques), plusieurs molécules d'une même bactériocine agissant en synergie dans tous les cas. L'analyse des déterminants génétiques des bactériocines montre une situation relativement simple dans le cas de la divergicine A (utilisation de la voie générale d'exportation) et plus complexe dans tous les autres cas décrits (voies d'exportation spécifiques faisant appel à des transporteurs de type ABC). La compréhension des mécanismes de production, d'immunité, de régulation, mais aussi du mode d'action des bactériocines de bactéries lactiques et des résistances en émergence demande à être affinée à l'échelle moléculaire avant de pouvoir envisager de réelles applications dans les produits laitiers et carnés.

Key words: bacteriocin / lantibiotic / immunity / anti-listerial peptide

Mots clés : bactériocine / lantibiotique / immunité / peptide anti-Listeria