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© J.M. Ghigo (Institut Pasteur) and Brigite Arbeille (LBC-ME. Faculté de Médecine de Tours)
Colorized scanning electron microscopy of an E. coli biofilm developing on a glass surface
Publication : Journal of Biomedical Nanotechnololy

Dynamic modulation of fimbrial extension and FimH-mannose binding force on live bacteria under pH changes: a molecular atomic force microscopy analysis.

Domaines Scientifiques
Maladies
Organismes
Applications
Technique

Publié sur Journal of Biomedical Nanotechnololy - 10 nov. 2014

Jacquot A, Sakamoto C, Razafitianamaharavo A, Caillet C, Merlin J, Fahs A, Ghigo JM, Beloin C, Duval JF, Francius G.

Lien vers Pubmed [PMID] – 26000394

J Biomed Nanotechnol. 2014 Nov;10(11):3361-72.

Mechanical and conformational properties of type 1 fimbriae were evaluated on live bacterial cells by Single Molecule Force Spectroscopy (SMFS) and Dynamic Force Spectroscopy (DFS) in buffered solutions whose pH varied from 3 to 9. We evidenced that both fimbrial extension and fimbrial binding force to mannosylated-surface are modulated with changing the externally applied shear force and the solution pH. In particular, intertwined FimA-FimA and FimH-mannose interactions lead to a 5 to 25-fold decrease of the fimbrial unwinding for pulling rates larger than 10 μm/s and for pH values outside the range 5 to 7. In this pH range, the FimH-mannose binding force is maximal with a magnitude of -150-200 pN and the fimbriae extension reaches 8 μm. The enhancement of the FimH-mannose binding force at neutral pH, as evidenced from molecular AFM analyses, strongly correlates with an optimum in yeast agglutination detected at pH 5 to 7. The results reported in this work suggest that “catch bond effect” was negligible over the range of pulling rates tested, and both FimA-FimA and FimH-mannose interactions under given pH and external shear force conditions modify the ability of the bacteria to efficiently colonize host surfaces.