Une nouvelle étude publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences pourrait changer la façon dont les scientifiques considèrent l'une des enzymes les plus essentielles en médecine dans l'espoir de concevoir des médicaments meilleurs et plus rentables à l'avenir.

Les enzymes sont des molécules qui accélèrent les réactions chimiques à l'intérieur des cellules. Le corps humain abrite des milliers d'enzymes qui remplissent des fonctions vitales telles que la digestion des graisses et la décomposition du sucre en glucose.

Le papier, co-écrit par le professeur agrégé de biochimie et de biologie cellulaire et moléculaire de l'UT Nitin Jain et l'étudiante Sara Lemmonds, qui a depuis obtenu son diplôme, regarde de près le cytochrome P450, une enzyme qui se produit naturellement dans le corps et d'autres environnements. Cette enzyme est essentielle pour métaboliser plus de 90 % de tous les médicaments pharmaceutiques.

Lorsqu'un médicament est administré, il n'est généralement pas entièrement utilisé par le corps, et l'excès résiduel peut devenir toxique. "C'est le travail du P450 de se lier au médicament restant dans le foie pour s'assurer qu'il est excrété en toute sécurité, " expliqua Lemmonds.

Les scientifiques savent que le P450 possède une autre caractéristique remarquable :il peut rester stable à très haute température. La même enzyme a été trouvée dans des bactéries dans des sources chaudes et des dépôts volcaniques et a été observée pour fonctionner normalement malgré des températures extrêmes.

Les chercheurs de l'UT se penchent sur la tolérance à la chaleur de l'enzyme.

"Les réactions chimiques produites par les enzymes P450 humaines sont plus efficaces lorsqu'elles se produisent à des températures croissantes, " dit Jaïn.

Jusqu'à maintenant, les scientifiques pensaient que la tolérance du P450 à la chaleur avait son origine dans sa structure rigide. Cependant, L'étude de Jain et Lemmonds suggère que ces protéines peuvent être assez flexibles.

"En comprenant mieux la relation entre flexibilité et haute température, les scientifiques peuvent concevoir des enzymes P450 améliorées ciblées sur des applications biotechnologiques et concevoir de meilleurs médicaments pour les humains, les produire en masse et les rendre plus rentables, " dit Jain.

Pour l'étude, les chercheurs ont collecté des bactéries thermophiles, celles qui se développent à des températures comprises entre 106 et 262 degrés Fahrenheit, dans des sources chaudes et ont isolé l'enzyme P450.

Ils ont soumis les enzymes isolées à la spectroscopie et à la diffusion de neutrons, deux techniques basées sur le magnétisme, pour aider à éclairer le lien entre la flexibilité et la stabilité thermique.

"Il pourrait y avoir d'autres enzymes aussi flexibles à des températures plus élevées que le P450, ou qui peut devenir aussi flexible par de simples mutations. Si c'est le cas, les connaissances acquises grâce à de futures études sur eux pourraient ensuite être utilisées pour cibler des processus spécifiques dans le corps, traiter la maladie, ou fabriquer de nouveaux produits chimiques, " dit Lemmonds.