Biosynthèse des pigments protecteurs jaunes d'aryl polyène à partir de précurseurs simples très répandus chez les bactéries. Crédit :Maximilian Schmalhofer
Les bactéries peuvent se protéger de l'attaque des radicaux libres en utilisant des produits naturels spécifiques dans leurs membranes. La biosynthèse de l'un des pigments protecteurs les plus courants qui pourrait également présenter un intérêt pour les industries médicales et cosmétiques a maintenant été découverte par des chercheurs de l'Université Goethe et de la TU Munich.
Les aryl polyènes sont des pigments jaunes produits par des bactéries vivant dans des environnements très variés tels que le sol, les intestins humains ou d'autres niches écologiques. Intégré dans la membrane de la bactérie, ils servent de protection contre le stress oxydatif ou les espèces réactives de l'oxygène. Ce dernier peut endommager les cellules une fois qu'il pénètre dans la cellule bactérienne.
Bien que l'on sache auparavant quelles protéines étaient responsables de la formation d'aryl polyènes, on ne savait pas comment ils produisaient les pigments jaunes. Le groupe de recherche Molecular Biotechnology dirigé par le professeur Helge Bode (Goethe University Frankfurt), travaillant en collaboration avec le groupe de recherche dirigé par la professeure assistante Nina Morgner (Faculté de chimie de l'Université Goethe) et le professeur Michael Groll (Université technique de Munich), a pu reconstituer la biosynthèse des aryl polyènes dans le tube à essai et ainsi élucider la fonction des différentes étapes de biosynthèse.
"Les propriétés antioxydantes des aryl polyènes sont similaires à celles des caroténoïdes, mais sont produits complètement différemment, " dit Gina Grammbitter, qui a étudié ce système dans le cadre de son travail de doctorat. « Sa biosynthèse est très similaire à la formation d'acides gras, mais présente également des différences inattendues, " ajoute Nina Morgner. " Avec le groupe de Michael Groll, nous avons pu identifier des complexes inhabituels des protéines impliquées et déterminer leur structure."
Comme les chercheurs le démontrent dans le numéro actuel de la Journal de l'American Chemical Society , les aryl polyènes sont produits via une nouvelle voie de biosynthèse et sont vraisemblablement situés directement dans la membrane de la bactérie. Cependant, les aryl polyènes ne sont qu'une partie d'un produit naturel beaucoup plus vaste :« Ce qui manque encore, c'est la formation et la structure de cette structure globale, " explique Gina Grammbitter, qui travaille actuellement exactement sur cette question.
Les recherches dans ce domaine se poursuivent. L'étape suivante consiste à étudier l'interaction des enzymes individuelles et le rôle des aryl polyènes, par exemple. dans le microbiome des humains. En raison de leurs propriétés anti-oxydantes, les aryl polyènes peuvent également intéresser l'industrie cosmétique.