Les scientifiques ont expliqué comment une enzyme coupant les protéines peut joindre les extrémités des protéines ensemble, créer des cercles de protéines; une découverte avec des applications immédiates dans la production de traitements médicamenteux thérapeutiques qui est publiée dans une étude dans la revue en libre accès eLife .

L'enzyme commune au centre de l'étude provient du tournesol commun et mène une double vie - capable de couper les protéines, mais aussi les réunir. Précédemment, le processus de la coupe à l'assemblage n'était pas compris.

Des chercheurs de l'Université d'Australie occidentale et de l'Université du Minnesota ont enfin fourni une explication structurelle de la façon dont les tournesols fabriquent des anneaux protéiques super stables et, par déduction, comment les nombreuses autres plantes avec des protéines circulaires le font aussi.

L'équipe et d'autres dans le monde avaient déjà montré que l'enzyme pouvait couper les protéines, et aussi que quelques-uns pouvaient parfois les joindre.

En fabriquant un cristal de protéine de l'enzyme, l'équipe dirigée par l'UWA a pu examiner la forme de la protéine en trois dimensions et a également vu un peu de protéine capturée dans les « mâchoires » de l'enzyme – ce qu'on appelle un intermédiaire tétraédrique. Cette information, combinée à des expériences introduisant des mutations dans la protéine, a expliqué comment l'enzyme prend une chaîne de protéines et crée un anneau de protéines avec elle.

Le travail intéresse les chimistes et les biotechnologues, en particulier en raison de l'intérêt actuel pour le processus de circularisation pour son utilisation dans la génération d'une multitude d'échafaudages de protéines circulaires qui pourraient être utilisés comme traitements médicamenteux thérapeutiques.

L'étude montre la structure cristalline d'une forme active de l'enzyme connue sous le nom d'AEP (asparaginyl endo-peptidase) à partir de graines de tournesol. Les auteurs ont directement abordé la question de savoir comment les AEP produisaient réellement des protéines circulaires.

Auteur principal Dr Joel Haywood, un associé de recherche à l'École des sciences moléculaires de l'UWA a déclaré que les enzymes AEP étaient présentes dans toutes les plantes et que leur travail le plus connu était de défendre les plantes contre les agents pathogènes et de faire mûrir les protéines de stockage des graines, mais on pensait que certains s'étaient spécialisés pour produire des protéines circulaires super stables et rigides.

"La plupart des scientifiques pensent que ces anneaux protéiques protègent les plantes des parasites, " a déclaré le Dr Haywood.

"Nous avons eu la chance de remarquer un intermédiaire tétraédrique dans la structure. Ils sont très rares, mais extrêmement utile car c'est comme attraper l'enzyme en train de couper et de se joindre."

Le chef du laboratoire de l'UWA, le Dr Joshua Mylne, a déclaré que ce qui a surpris les chercheurs, c'est qu'apparemment n'importe quel AEP pouvait circulariser les protéines à condition que l'enzyme soit « activée » correctement et qu'elle reçoive la bonne protéine et les bonnes conditions pour se circulariser.

"Nous avons montré cela en utilisant quelques AEP de plantes dépourvues de protéines circulaires, " dit le Dr Mylne.

« Maintenant, nous avons déterminé comment cristalliser ces enzymes et comment elles fonctionnent, nous cherchons comment utiliser les bactéries pour créer à moindre coût des enzymes hautement efficaces. »

Le Dr Mylne a dirigé l'équipe de scientifiques australiens et américains qui a révélé le processus enzymatique dans le cadre de l'étude soutenue par l'Australian Research Council « Base structurelle de la macrocyclisation des peptides ribosomiques dans les plantes ».