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Une nouvelle lumière sur la synthèse des antibiotiques



Une nouvelle compréhension de la fonction des enzymes pourrait ouvrir la voie à la production de médicaments

Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université McGill ont réalisé des progrès importants dans l’élucidation de la fonction des enzymes qui jouent un rôle important dans la production d’antibiotiques et d’autres médicaments. Leurs résultats sont publiés dans la revue Science .

"Un grand nombre de drogues sur lesquelles nous comptons pendant heure (le temps est une unité de mesure du temps). Le mot désigne également la grandeur elle-même, le moment (" l'heure, c'est "), y compris en science (" le temps solaire "). …) est d'origine naturelle, produite par la flore (la flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans une zone géographique ou un écosystème spécifique (par opposition à la faune). Le terme "flore" désigne …) [1

9659003] sur notre planète (Une planète est un corps céleste en orbite autour du soleil ou d'une autre étoile de l'univers et sa masse est suffisante pour que sa gravité puisse …) ", explique le professeur Martin Schmeing, associé du Département de biochimie de McGill, auteur principal de l'étude. Ces molécules sont fabriquées à l'intérieur de microbes par des enzymes massives appelées peptides synthétases non ribosomales ou NRPS. La NRPS synthétise tous les types d'antibiotiques susceptibles de tuer les bactéries (bactéries) sont des organismes vivants unicellulaires et procaryotes caractérisés par un manque de noyaux et d'organelles. …) ou de champignons dangereux, ou nous aident à lutter contre les infections virales et le cancer. Il s’agit par exemple de la viomycine, un antibiotique (un antibiotique (du grec anti: "against" et bio: "life") est une molécule qui détruit ou bloque la croissance des …] utilisée pour traiter tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes cliniques variés et causée par une mycobactérie du complexe tuberculosis …) La multithérapie, la cyclosporine, utilisée comme agent immunosuppresseur pour la transplantation d'organes des antibiotiques tels que la pénicilline. "

Pour synthétiser ces médicaments, NRPS agit comme une chaîne de montage composée d'une série de chaque machine, appelée" module ", exécute un processus en plusieurs étapes avec des pièces mobiles qui lui permet d'ajouter un élément à -molécule (Une molécule est une substance chimique électriquement neutre d’au moins deux atomes, pouvant exister à l’état libre et qui représente le plus petit ngden materia …) en construction.

Révéler les mystères de la chaîne de montage

Des travaux antérieurs avec le Pr Schmeing et d'autres chercheurs avaient permis d'élucider le fonctionnement de l'un de ces modules. De nos jours, une technique appelée cristallographie aux rayons X est utilisée au Centre canadien de rayonnement synchrotron (1945, Synchrotrons, Synchro-cyclotrons et cyclotrons pour divers types d'accélérateurs circulaires.) en Saskatchewan, ainsi que Advanced . Photon (En photonique, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique, c'est-à-dire lorsque deux particules chargées …) Source en Illinois, l'équipe a pu prendre des photos 3D du ultra ( ULTra (pour "Urban Light Transport") est un système de transport individuel du type Personal Rapid Transit (PRT), c'est-à-dire un moyen de transport en commun léger qui permet …) haute résolution de NRPS.

Pour la première fois, les chercheurs ont pu observer exactement l'interaction (une interaction est un changement d'information, d'affect ou d'énergie entre deux agents d'un système. Il s'agit d'une action mutuelle impliquant un contact de substances. entre un module individuel. et le reste de la chaîne de montage, en visualisant une partie de deux modules NRPS qui fabriquent la gramicidine linéaire (un antibiotique trouvé dans les produits Polysporin). L’équipe a constaté un manque étonnant de synchronisation entre les modules, à l’exception du moment où ils ont dû coordonner leurs efforts pour obtenir le passage de à (le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) 1760.) le peptide intermédiaire d'un module à l'autre. Les chercheurs ont également constaté que les modules ne cadraient pas en ligne droite ni de manière organisée, mais plutôt adaptés à de nombreuses positions relatives différentes. "Nous ne nous attendions pas à un tel diplôme (le mot degré a plusieurs significations, il est utilisé plus particulièrement dans les domaines suivants 🙂 flexibilité", ajoute le professeur Schmeing, également directeur du Centre de Biologie (Biologie , communément appelée "cinéma", est la science vivante. Prise au sens large de la vie par la science, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire de la nature pour les créatures …) Structural at University (Une université est un établissement d’enseignement supérieur dont l’objectif est la production de connaissances (recherche), leur préservation et leur transfert (études supérieures).) … McGill. "Les enzymes font beaucoup de gymnastique."

Parce qu'elle a observé des protéines immobilisées dans un cristal (Cristal est un terme courant désignant un matériau solide de forme régulière, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de ce mot. Selon l'Union internationale de cristallographie. , …) l’équipe a pris soin de confirmer que ses résultats étaient représentatifs de la réalité. Le professeur Schmeing a collaboré avec son collègue, le professeur Alba Guarné du département de biochimie, pour valider ces observations (l'observation est l'acte de suivi attentif des phénomènes, sans la volonté de les modifier, au moyen de méthodes de recherche et d'investigation. .) utilisant données (Dans Technologie de l'information (TI), une date est une description élémentaire, souvent codée, une chose, une transaction commerciale, un événement, etc.) en complément de les protéines de la solution recueillies à Berkeley Advanced Light Source. "Communauté de Research (La recherche scientifique se réfère principalement à toutes les mesures prises pour produire et développer des connaissances scientifiques.) Avec extension métonymique, la recherche scientifique se réfère également au cadre …) en biologie structurale à McGill sont très solidaires. Nous travaillons ensemble pour obtenir le matériel biophysique (la biophysique est une discipline à l’interface entre la physique et la biologie où les outils d’observation des phénomènes physiques s’appliquent aux molécules …) nécessaires à Pr Schmeing, qui souligne Janice Reimer, Max Eivaskhani et Ingrid Talent Harb, doctorants et doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant qui, sous la direction d’un directeur de thèse, participe à un projet de recherche à durée variable selon les pays et les statuts, notamment …) [19659003] mcgillois qui réalisa les expériences de l'étude. " environment (L’environnement est tout ce qui nous entoure, c’est l’ensemble des éléments naturels et artificiels où se déroule la vie humaine. Avec les efforts écologiques en cours, …) et collègues de McGill & # 39 ; s Le centre de biologie structurale est important pour que nos laboratoires continuent à réussir. "

Conséquences pour le développement de médicaments

Les résultats pourraient finalement affecter la production de nouveaux antibiotiques et médicaments. Depuis la découverte de NRPS, les chercheurs ont rêvé de créer cette technologie grâce à la bio-ingénierie et à la combinaison de différents modules afin de produire des molécules personnalisées. "Notre étude révèle qu'il devrait être possible de combiner ces modules à votre guise, mais il y a une mise en garde: pour que la NRPS conçue par la bio-ingénierie fonctionne correctement, elle doit être remplacée par les points impliqués dans la transition. Peptide en construction à partir d'un module à un autre ", conclut Schmeing. "C’est ce que nous avons fait pour prouver le concept en liaison avec cette étude, en collaboration avec Martin Weigt de Sorbonne (Sorbonne est un complexe monumental du quartier latin de Paris. Le nom du théologien du XIIIe siècle, Robert de Sorbon, le fondateur de l'Université de la Sorbonne, une université dédiée à …) mais le processus doit être optimisé pour produire des médicaments sur mesure. "

Article" Structures d'une synthèse de peptides non moléculaires révélant une flexibilité conformationnelle ", de Reimer, JM Eivaskhani , M., Harb, I., Guarne, A., Weigt, M., Schmeing, TM, publiés dans le journal Science ] du 8 novembre 2019. doi: 10.1126 / science.aaw4388


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