Changements structurels d'une enzyme d'orge, tels qu'envisagés par cristallographie aux rayons X à haute résolution et modélisation moléculaire multi-échelles. Crédit :Université d'Adélaïde
Des chercheurs de l'Université d'Adélaïde ont découvert des propriétés jusque-là inconnues dans une enzyme végétale qui pourraient conduire à des avancées dans la production céréalière, les industries médicales et pharmaceutiques.
La recherche—publiée dans Nature Communications — a également le potentiel d'être appliqué à la conception de produits chimiques, de médicaments, d'herbicides et de pesticides où les enzymes sont une alternative écologique et rentable aux méthodes actuelles.
"Nous avons découvert que ces enzymes ne sont pas rigides, comme on le voit souvent dans les structures cristallines, mais qu'elles sont flexibles et sujettes à des changements de forme remarquables", a déclaré la professeure émérite Maria Hrmova, chef du projet, de l'école d'agriculture, d'alimentation et de vin de l'Université d'Adélaïde, et l'Institut de recherche Waite.
"Cela a été réalisé en examinant le comportement de liaison des sucres dans l'enzyme à des échelles de temps ultra-rapides.
"Nous avons résolu 25 nouvelles structures cristallines et combiné les données structurelles avec une modélisation multi-échelle puissante, qui a révélé des processus dynamiques inattendus dans une enzyme végétale.
"Notre étude fournit un plan sur la dynamique enzymatique, qui était inaccessible auparavant.
« Cela signifie que nous pourrions potentiellement améliorer les propriétés de l'enzyme qui sont essentielles à la germination et à la croissance des racines, conduisant à des rendements d'orge plus élevés, ce qui est crucial dans la production céréalière.
"Il existe également une variété d'autres domaines dans lesquels cette recherche pourrait s'appliquer à plusieurs industries et produits.
"Ce travail est le résultat de huit années de recherche, non seulement de la School of Agriculture, Food and Wine et du Waite Research Institute, mais d'autres institutions en Australie, mais aussi en Chine, en France, en Espagne et en Thaïlande.
"Ce fut vraiment un effort de collaboration dont nous sommes extrêmement fiers, en particulier lorsque la pénurie alimentaire est un problème aussi critique et important dans le monde. Les possibilités qui découlent de ce travail sont infinies."
Les enzymes sont essentielles à la vie. Ils augmentent considérablement la vitesse d'une réaction chimique sans subir de changement chimique permanent pour eux-mêmes.
Mais lorsque les enzymes se convertissent, les substances avec lesquelles une enzyme fonctionne entrent et sortent de l'enzyme à grande vitesse.
Ce processus inhibe l'étude de ces interactions à l'aide de techniques expérimentales standard, un problème qui a été mis en lumière grâce à cette approche multidisciplinaire.
"Ces travaux pourraient conduire à des améliorations significatives des taux catalytiques, de la stabilité et de l'inhibition du produit dans ces enzymes", a déclaré le professeur émérite Hrmova.
"Les nouvelles découvertes sont applicables au développement ou à la fabrication de produits grâce à de nouvelles formes d'enzymes issues de la bio-ingénierie qui pourraient être appliquées en dehors des systèmes biologiques via les industries chimiques et biotechnologiques." La découverte des plantes ouvre les frontières
