Une étude pour aider à résoudre les défis médicaux et industriels
Une étude internationale menée par l'Australian National University (ANU) permettra de soutenir le développement de traitements médicaux de nouvelle génération et d'applications industrielles telles que l'élimination des pesticides des cours d'eau.
Colin Jackson, chercheur principal associé, a déclaré que l'étude a amélioré de manière significative la compréhension scientifique de la façon dont les enzymes peuvent changer leur fonction.
Les enzymes sont les machines moléculaires qui accélèrent les réactions chimiques en biologie et sont nécessaires à de nombreuses innovations médicales et industrielles.
"L'un des plus grands défis de l'utilisation des enzymes dans la médecine, l'industrie et la restauration environnemental est de les forcer à faire ce que nous voulons qu'ils fassent, plutôt que ce qu'ils font naturellement ", a déclaré le Dr Jackson. Futur boursier à l'École de chimie de l'ANU.
"La difficulté de concevoir des enzymes pour effectuer ces tâches spécifiques est en partie liée à notre mauvaise compréhension de la façon dont ils fonctionnent réellement."
Pour mieux comprendre comment les enzymes fonctionnent et comment leurs fonctions peuvent changer, l'équipe du Dr Jackson a accéléré l'évolution d'une enzyme dans un tube à essai - équivalant à des centaines d'années d'évolution dans la nature - et a capturé un enregistrement fossile moléculaire de plusieurs versions différentes. de protéines le long du parcours évolutif.
"Nous avons observé que le changement de la fonction de l'enzyme, en cours de développement, était en partie dû à des changements dans la structure de l'enzyme, mais aussi à la capacité de l'enzyme à bouger ou à changer de forme".
"Cela signifie que pour mieux concevoir les enzymes, nous devons non seulement changer leur structure, ce que nous comprenons assez bien, mais aussi trouver de meilleures façons de changer la façon dont elles se déplacent en trois dimensions."
Dr Jackson a déclaré que des études antérieures avaient montré que le mouvement d'une enzyme était potentiellement important en termes de fonction. Mais cette étude a montré comment les mouvements des enzymes ont évolué au fil de leur évolution et ont abouti à de nouvelles fonctions.
Il a dit que ces nouveaux résultats changeraient la manière dont les enzymes ont été conçues pour les innovations de biotechnologie, menant potentiellement au développement d' enzymes plus performants pour combattre des maladies et répondre aux défis industriels.
L'étude, publiée dans Nature Chemical Biology, impliquait le synchrotron australien et 12 scientifiques d'Australie, du Canada, du Royaume-Uni et de France travaillant ensemble dans le cadre d'une étude de six ans.
La chercheuse coresponsable Eleanor Campbell, doctorante à l'école de recherche de chimie de l'ANU, a déclaré que les enzymes étaient idéales pour une utilisation dans de nombreuses applications industrielles, car elles étaient respectueuses de l'environnement.
« Les enzymes se produisent naturellement et se dégradent très facilement dans l'environnement. Ce sont des catalyseurs très puissants car ils ne dépendent pas des solvants agressifs, des métaux lourds ou des produits que les chimistes utilisent habituellement en laboratoire pour favoriser une réaction chimique.
"Ainsi, par exemple, nous pouvons ajouter des enzymes dégradant les pesticides à une voie d'eau polluée et leur pesticide cible peut être dégradé naturellement.
"Essentiellement, l'ingénierie des protéines nous permettra de fabriquer des outils qui peuvent accélérer beaucoup de réactions intéressantes sans effets nuisibles."
La recherche a impliqué ANU, l'Université de la Colombie-Britannique au Canada, l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, l'Université Monash et l'Institut de Biologie Structurelle en France.
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Date de Publication: 13 09 2016
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