Une enzyme bactérienne (dont la structure cristalline est présentée ici) produit un nouveau type de polymère biodégradable, l’acholéine, qui pourrait un jour être utilisé pour l’administration de médicaments, l’ingénierie tissulaire ou d’autres applications. Crédit : Adapté de ACS Central Science 2022, DOI : 10.1021/acscentsci.1c01570
Les chaînes de sucres appelées polysaccharides sont les biopolymères les plus abondants sur Terre. En raison de leurs propriétés polyvalentes et respectueuses de l’environnement, ces molécules pourraient éventuellement remplacer certains plastiques. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ACS Central Science ont identifié une enzyme bactérienne inconnue jusqu’alors, capable de fabriquer un nouveau type de polysaccharide, similaire au biopolymère chitine. Cette nouvelle molécule est biodégradable et pourrait être utile pour l’administration de médicaments, l’ingénierie tissulaire et d’autres applications biomédicales.
Les polysaccharides jouent de nombreux rôles dans les organismes, et parce qu’elles sont biocompatibles et biodégradables, ces molécules sont des matériaux porteurs prometteurs pour une large gamme de produits thérapeutiques. L’identité des molécules de sucre individuelles dans la chaîne, et la façon dont elles sont liées entre elles, leur confèrent des fonctions différentes. Les enzymes connues sous le nom de glycoside phosphorylases peuvent couper certains polysaccharides ou en fabriquer de nouveaux, en fonction des conditions de réaction. Par exemple, une de ces enzymes fabrique de la chitine, le principal composant des exosquelettes des arthropodes et des parois cellulaires des champignons. Stephen Withers et ses collègues se sont demandé s’il n’existait pas des enzymes naturelles inconnues jusqu’alors, capables de fabriquer de nouveaux types de polysaccharides.
À l’aide de données génomiques et d’un criblage basé sur l’activité, les chercheurs ont identifié une enzyme glycoside phosphorylase provenant de bactéries appelée Acholeplasma laidlawiiun contaminant commun des cultures cellulaires de laboratoire. L’équipe a exprimé et purifié l’enzyme, découvrant qu’elle pouvait synthétiser un nouveau type de polysaccharide, qu’elle a nommé acholéine. La composition de ce nouveau biopolymère est similaire à celle de la chitine et d’un polysaccharide formant un biofilm, mais ses molécules de sucre sont liées entre elles d’une manière qui diffère de ces biopolymères connus.
L’équipe a déterminé la structure cristalline de la glycoside phosphorylase, qu’elle soupçonne d’être impliquée dans l’entretien de l’environnement. A. laidlawiiA. laidlawiide la membrane cellulaire. Ainsi, les chercheurs pourraient être en mesure de cibler l’enzyme pour empêcher la contamination des cultures cellulaires par la bactérie, en plus d’utiliser l’enzyme pour fabriquer le nouveau biopolymère. Selon les chercheurs, l’acholéine présente un large potentiel en tant que nouveau type de matériau biocompatible et biodégradable.
Référence : “A Synthetic Gene Library Yields a Previously Unknown Glycoside Phosphorylase That Degrades and Assemblies Poly-β-1,3-GlcNAc, Completing the Suite of β-Linked GlcNAc Polysaccharides” 16 mars 2022, ACS Central Science.
DOI: 10.1021/acscentsci.1c01570
Les auteurs reconnaissent le financement et le soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Instituts de recherche en santé du Canada, du Département de l’énergie des États-Unis, du Howard Hughes Medical Institute et des National Institutes of Health.
