La nature a développé des milliers d'enzymes pour faciliter les nombreuses réactions chimiques qui ont lieu à l'intérieur des organismes pour maintenir la vie. Maintenant, les chercheurs ont conçu des enzymes artificielles qui se trouvent à la surface des cellules vivantes et provoquent des réactions qui pourraient un jour cibler des thérapies médicamenteuses sur des organes spécifiques. Ils rapportent leurs résultats dans le Journal de l'American Chemical Society .

Les métalloenzymes sont une classe d'enzymes qui contiennent un ion métallique, comme le zinc, fer ou cuivre. L'ion métallique aide l'enzyme à accélérer, ou "catalyser, " des réactions chimiques qui se produiraient autrement très lentement ou pas du tout. Les scientifiques aimeraient à terme développer une méthode pour produire des médicaments thérapeutiques uniquement sur les sites de cellules ou d'organes spécifiques du corps humain, ce qui pourrait réduire les effets secondaires, et les enzymes pourraient les aider à atteindre cet objectif. Wadih Ghattas, Jean-Pierre Mahy et leurs collègues ont jeté leur dévolu sur la conception d'une enzyme artificielle qui pourrait catalyser une réaction utile, appelée réaction de Diels-Alder, directement à la surface des cellules vivantes. Les chimistes utilisent cette réaction pour synthétiser des médicaments, agrochimiques et de nombreuses autres molécules.

Pour fabriquer leur enzyme artificielle, les chercheurs ont commencé avec une protéine appelée A 2A récepteur d'adénosine, qui est naturellement présent à la surface de certaines cellules du corps. Ils ont modifié une molécule qui se lie à ce récepteur avec un groupe chimique contenant du cuivre qui catalyse la réaction de Diels-Alder. Lorsque les chercheurs ont placé le composé résultant dans une boîte de culture contenant des cellules humaines vivantes, il attaché à l'A 2A récepteurs d'adénosine sur les cellules, formant une enzyme artificielle. Cette enzyme a catalysé la réaction de Diels-Alder avec un rendement allant jusqu'à 50 %. Les chercheurs disent qu'à l'avenir, des enzymes artificielles pourraient être conçues qui se lient à des protéines trouvées uniquement sur des types de cellules spécifiques, par exemple, cellules cancéreuses. Puis, l'enzyme pourrait convertir un composé inactif en un médicament pour tuer sélectivement ces cellules.