Une équipe de l’Université technique de Munich (TUM) et de l’Université Goethe de Francfort a maintenant réussi à étudier les mécanismes de base des usines moléculaires.

Les agents actifs de nombreux médicaments sont des produits naturels, ainsi appelés car souvent seuls les micro-organismes sont capables de produire des structures complexes. Comme pour la chaîne de production d’une usine, de grands complexes enzymatiques assemblent ces molécules d’agent actif. Une équipe de l’Université technique de Munich (TUM) et de l’Université Goethe de Francfort a maintenant réussi à étudier les mécanismes de base de l’une de ces usines moléculaires.

De nombreux médicaments importants tels que les antibiotiques ou les agents actifs contre le cancer sont des produits naturels qui sont construits par des micro-organismes, par exemple des bactéries ou des champignons. En laboratoire, ces produits naturels peuvent souvent ne pas être produits du tout ou seulement avec beaucoup d’efforts. Le point de départ d’un grand nombre de ces composés sont les polycétides, qui sont des chaînes de carbone où chaque deuxième atome a une double liaison avec un atome d’oxygène.

Dans une cellule microbienne comme dans la bactérie Photorhabdus luminescens, elles sont produites à l’aide de polykétides synthases (PKS). Afin de constituer pas à pas les molécules désirées, dans la première étape des systèmes PKS de type II, quatre protéines travaillent ensemble en changeant «d’équipes».

Dans un deuxième temps, ils sont ensuite modifiés en produit naturel souhaité par d’autres enzymes. Des exemples de produits naturels bactériens qui sont produits de cette manière sont, entre autres, les antibiotiques à base de tétracycline utilisés en clinique ou la doxorubicine, un médicament anticancéreux.

Coopération interdisciplinaire

Alors que les étapes modifiées de la deuxième étape sont bien étudiées pour de nombreux agents actifs, jusqu’à présent, il n’y a guère eu de connaissances sur le fonctionnement général de la première étape de ces usines moléculaires où le produit intermédiaire polycétide hautement réactif est lié au complexe enzymatique. et protégé afin qu’il ne puisse pas réagir spontanément.

Cet écart est désormais comblé par les résultats de la coopération entre les groupes de travail de Michael Groll, professeur de biochimie à l’Université technique de Munich, et Helge Bode, professeur de biotechnologie moléculaire à l’Université Goethe de Francfort, qui sont publiés dans la célèbre revue scientifique Chimie de la nature.

Les résultats inspirent de nouvelles synthèses d’agents actifs

«Dans le cadre de ce travail, nous avons pu pour la première fois analyser des complexes des différentes protéines partenaires de la polycétide synthase de type II à l’aide d’une analyse de la structure des rayons X et maintenant comprendre en détail le cycle catalytique complet», Michael Groll explique.

«Sur la base de ces résultats, il sera possible à l’avenir de manipuler les processus biochimiques centraux de manière ciblée et ainsi de modifier les structures de base au lieu de se limiter aux enzymes de décoration», ajoute Helge Bode.

Bien que la mise au point d’antibiotiques et d’autres médicaments améliorés soit longue, les deux groupes sont optimistes quant à la possibilité d’expliquer maintenant la structure et le mécanisme des parties manquantes de l’usine moléculaire. «Nous avons déjà des données prometteuses sur les autres complexes protéiques», explique Maximilian Schmalhofer, qui a participé à l’étude en tant que doctorant à Munich.

Source: www.expresspharma.in