La synthèse du sucre ou des glucides est importante pour le développement de tests de diagnostic, vaccins et nouveaux médicaments. Dans une étude collaborative, des chercheurs ont synthétisé des glucides avec des enzymes grâce à une réaction peu étudiée jusqu'à présent sur ces biomolécules et qui crée peu de sous-produits.

L'étude, publié dans la revue Nature Chimie Biologie , a été dirigée par la chercheuse Carme Rovira, Chercheur ICREA de l'IQTCUB, et Benjamin G. Davis, de l'Université d'Oxford. L'étude a également la participation de Javier Iglesias-Fernández, chercheur en formation à l'UB et premier auteur de l'étude dans laquelle le supercalculateur Mare Nostrum (du Barcelona Supercomputing Center, BSC-CNS) a été utilisé pour créer des simulations de dynamique moléculaire à plusieurs échelles.

La synthèse de sucre ou de glucides en laboratoire (synthèse chimique conventionnelle) est généralement coûteuse et demande beaucoup de travail; donc beaucoup d'efforts ont été faits au cours des dernières années pour le faire avec des enzymes, qui sont des catalyseurs naturels. Cependant, les enzymes qui synthétisent le sucre (appelées glycosyltransférases) sont difficiles à manipuler. Ceci est un obstacle au développement de médicaments potentiels qui pourraient être utilisés pour traiter de nombreuses maladies liées aux enzymes glucidiques actives, comme le diabète ou certains types de cancer.

De nos jours, l'idée classique des glucides comme source d'énergie a changé. Les gens savent maintenant que les glucides jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus moléculaires dans la cellule, de la détection d'agents pathogènes à la communication cellulaire ou à la réponse anti-inflammatoire. Par conséquent, il existe un grand intérêt pour la conception de médicaments qui copient la structure des glucides, car ils seraient facilement assimilables et reconnus par une partie du système récepteur biologique.

De nouvelles enzymes qui vont de la dégradation à la synthèse des glucides

Or, les équipes de Barcelone et d'Oxford ont trouvé le moyen de modifier une enzyme (la glycosidase) qui dégrade généralement les glucides (elle catalyse l'hydrolyse des liaisons glycosidiques) pour qu'elle agisse en sens inverse et synthétise les glucides. "De plus, cette synthèse a été atteinte avec une nouvelle réaction qui n'avait pas encore été observée dans la glycosidase. Il s'agit d'une variante d'une réaction dite frontale ou SNi-like" explique Carme Rovira. "L'avantage de cette réaction en glycosidase -continue le chercheur- est qu'elle fait la synthèse de manière propre, sans presque provoquer de résidus d'hydrolyse et en utilisant des substrats économiquement viables (sucre)". nous avons utilisé notre expérience avec les enzymes qui synthétisent les glucides pour appliquer la réaction d'un côté dans d'autres enzymes avec plus de possibilités biotechnologiques », a conclu la chercheuse. Son équipe (sites.google.com/site/roviralab/) a découvert les bases moléculaires d'un côté mécanisme dans les enzymes en 2001.

Dans l'étude, la synthèse a été réalisée avec une enzyme spécifique, la bêta-glycosidase de Sulfolobus solfataricus, mais il peut être appliqué à d'autres enzymes en utilisant une méthode d'ingénierie similaire du centre actif.

En utilisant des enzymes qui dégradent les sucres (glycosides hydrolases), sans aucun problème pour leur manipulation et qui peuvent être facilement modifiés, comme on le voit dans cette étude, représente, Donc, une alternative prometteuse pour obtenir de nouveaux glucides.