Des herbicides et des traitements avancés contre les infections peuvent résulter de la révélation d'un mystère vieux de 50 ans par des chercheurs de l'Université du Queensland.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Luke Guddat de l'UQ, a révélé la structure tridimensionnelle complète d'une enzyme, constituant la première étape de la biosynthèse de trois acides aminés essentiels – la leucine, la valine et l'isoleucine.
Il s'agit d'une avancée scientifique majeure, poursuivie dans le monde entier par les chimistes depuis un demi-siècle.
Ces informations fournissent de nouvelles perspectives sur une enzyme importante – l'acétohydroxyacide synthase – une cible pour plus de 50 herbicides commerciaux.
C'est également une cible potentielle pour de nouveaux médicaments pour traiter des infections telles que la tuberculose et les infections invasives à Candida. «
Luke Guddat, professeur, Université du Queensland
À l'aide de techniques avancées telles que la microscopie cryoélectronique et la cristallographie aux rayons X, l'équipe a déchiffré la structure des versions végétale et fongique de l'enzyme.
« Nous avons identifié comment cette structure très complexe est assemblée, qui est la forme très inhabituelle d'une croix de Malte », a déclaré le professeur Guddat.
« Par coïncidence, la Croix de Malte figure également dans le logo de l'UQ. »
Le professeur Guddat a déclaré que la découverte pourrait avoir de grandes implications pour l'agriculture mondiale.
« Le sulfométuron est un herbicide qui cible cette enzyme et a été largement utilisé dans les années 90 pour la protection des cultures de blé dans toute l'Australie », a-t-il déclaré.
« Mais aujourd'hui, il est totalement inefficace en raison du développement de la résistance.
« Grâce à cette nouvelle perspective, nous serons en mesure d'apporter des modifications aux herbicides existants, en restaurant les options pour une future application d'herbicide. »
Le professeur Guddat a déclaré que l'enzyme ne se trouvait que dans les plantes et les microbes, pas chez l'homme.
« Pour cette raison, les herbicides et les médicaments qu'il cible sont susceptibles d'être sûrs et non toxiques pour tous les mammifères », a-t-il déclaré.
« Et une autre découverte surprenante de la recherche a été le rôle que la molécule connue sous le nom d'ATP joue dans la régulation de l'enzyme.
« Normalement, l'ATP joue un rôle en fournissant de l'énergie à toutes les cellules vivantes », a déclaré le professeur Guddat.
« Cependant, ici, il agit comme un morceau de colle pour maintenir la structure ensemble. »
« Ce sont des résultats fascinants pour nous, et nous sommes ravis de nouvelles opportunités pour la conception ciblée d'herbicides et d'agents antimicrobiens de nouvelle génération. »
La majorité de l'étude a été entreprise par le Dr Thierry Lonhienne et le doctorant de l'UQ, Yu Shang Low, qui ont travaillé en étroite collaboration avec l'Université ShanghaiTech, en Chine, pour obtenir les images cryo-EM de l'enzyme végétale.
La source:
Référence de la revue:
Lonhienne, T., et al. (2020) Structures de champignons et d'acétohydroxyacides synthases végétaux. La nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2514-3.
