À la recherche de nouveaux « ciseaux à sucres »

Biologie
Chimie

Les sucres complexes jouent des rôles multiples et essentiels dans le monde vivant : éléments de structure (cellulose), substances de réserve (amidon), signaux moléculaires (comme ceux des groupes sanguins)... Cette variété de fonctions repose sur des structures elles aussi très diverses, liées à une multiplicité de briques élémentaires et aux différentes façons de les agencer. La dégradation de ces glucides requiert donc une variété d'enzymes spécifiques, qui sont loin d’être toutes identifiées, en particulier dans le monde microbien : le génome humain n’en contient qu’une douzaine mais notre microbiote intestinal 60 à 70 000 ! Deux équipes françaises du CNRS ont conçu une méthode pour accélérer la découverte de ces enzymes, et en ont identifié d’un coup 79 nouvelles, ainsi que 13 nouvelles familles (alors que moins de 200 familles avaient été décrites en plus d’un siècle). Avec des méthodes de bioinformatique, des scientifiques du laboratoire Architecture et fonction des macromolécules biologiques (CNRS/Aix-Marseille Université) ont recherché dans des milliers de génomes1 des gènes pouvant coder ces enzymes. Ils ont ensuite produit les protéines correspondant à 560 de ces séquences. Des chercheurs du Centre de recherches sur les macromolécules végétales du CNRS, à Grenoble, ont alors pris le relai afin d’identifier la fonction de ces enzymes : pour cela, ils les ont exposées à une collection de plus de 200 sucres complexes. Malgré les nouvelles découvertes publiées cette semaine dans PNAS, il reste 243 protéines dont l’activité n’a pu être établie. Outre la meilleure compréhension du vivant qu’elles permettent, ces enzymes peuvent devenir des outils dans des domaines variés, des bioénergies aux cosmétiques en passant par la nutrition.

à gauche : cristal; à droite : représentation schématique
Certaines de ces protéines ont déjà été cristallisées et leur structure tridimensionnelle résolue.
© Marie-Line Garron/AFMB/CNRS-AMU

 

Sur le même sujet : lire ces articles de CNRS le Journal
Les sucres, nouvelles molécules de la santé, 22 novembre 2018
Des matériaux écolos bien sucrés, 18 janvier 2019
Les sucres règnent sur notre vie, blog « Matières à penser », 5 février 2019

 

  • 1. Principalement bactériens.
Bibliography

Discovery of novel carbohydrate-active enzymes through the rational exploration of the protein sequences space, William Helbert, Laurent Poulet, Sophie Drouillard, Sophie Mathieu, Mélanie Loiodice, Marie Couturier, Vincent Lombard, Nicolas Terrapon, Jeremy Turchetto, Renaud Vincentelli et Bernard Henrissat. PNAS, 4 mars 2019. DOI : 10.1073/pnas.1815791116

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