Les micro-organismes produisent souvent des produits naturels d'une manière étape par étape similaire à une chaîne de montage. Des exemples de telles enzymes sont les peptides synthétases non ribosomiques (NRPS). Des chercheurs de l'Université Goethe de Francfort ont maintenant réussi à concevoir ces enzymes de manière à pouvoir produire des produits naturels complètement nouveaux.

De nombreuses thérapeutiques importantes, tels que les antibiotiques ou les médicaments immunosuppresseurs et anticancéreux, sont dérivés de micro-organismes. C'est également le cas pour plusieurs peptides différents qui sont produits dans la cellule microbienne à l'aide des enzymes NRPS. Un NRPS fonctionne comme une chaîne de montage dans une usine automobile moderne :de nouvelles pièces sont ajoutées au châssis de base à chaque poste de travail jusqu'à ce qu'une voiture finie sorte de l'usine à la fin. Dans le cas de la SNRP, un certain acide aminé est sélectionné, activés et traités à chaque station (appelés modules) de sorte que linéaire, des peptides cycliques ou encore modifiés émergent à la fin qui peuvent également porter des acides aminés inhabituels.

Bien que les principes fondamentaux du SNRP soient connus depuis longtemps, à ce jour, il n'était guère possible de modifier ces enzymes. Dans les quelques cas où des modules individuels ont été échangés avec succès, la production des produits naturels modifiés a sensiblement diminué. Assemblage d'enzymes complètement nouvelles, qui à son tour produirait des produits naturels complètement nouveaux, semblait totalement impossible. Le groupe de recherche dirigé par le professeur Helge Bode, Merck Endowment Professeur de biotechnologie moléculaire à l'Université Goethe de Francfort, a maintenant atteint cet objectif.

"En principe, nous utilisons des systèmes NRPS naturels issus de bactéries uniquement comme éléments constitutifs que nous réassemblons d'une nouvelle manière à l'aide de nouvelles interfaces que nous avons identifiées, " dit Bode, expliquer la démarche de recherche. Les rendements sont comparables à la production naturelle de ces substances naturelles.

La méthode est quant à elle si sophistiquée que même les débutants peuvent l'utiliser pour produire de nouveaux peptides et donc des médicaments potentiels peu de temps après une introduction de base. Cependant, ça a été un long chemin. "J'ai eu la chance d'avoir une équipe travaillant avec moi sur ce projet qui ne se laisse pas décourager, était très diligent et capable de sortir des sentiers battus, " dit Bode. " L'interface que nous avons finalement choisie pour assembler les blocs de construction individuels est telle que l'ordre modulaire classique de la biosynthèse n'est plus respecté. "

La prochaine étape consiste à modifier les premiers médicaments cliniques avec cette méthode et à utiliser la biotechnologie pour les produire. De plus, de nouvelles informations concernant la structure de ces NRPS seront recueillies dans le cadre de l'axe de recherche LOEWE MegaSyn dirigé par Bode et le professeur Martin Grininger, également de l'Université Goethe de Francfort. Cela permettra d'améliorer encore la méthode afin de permettre la modification de classes apparentées de produits naturels ou encore de produire des bibliothèques entières de produits naturels. Les premiers résultats sont très prometteurs.