Alice Chan
Structure et mécanisme de la Quinolinate Synthase : enzyme à centre [4Fe-4S]2+ et cible d'agents antibactériens
Publié le 5 décembre 2014
Corps de texte 1
Thèse soutenue le 05 décembre 2014 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Chimie Biologie
Résumé :Le Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD) est un cofacteur clé du métabolisme cellulaire. Synthétisé à partir d'acide quinolinique (QA) chez tous les organismes vivants, la biosynthèse du QA diffère entre les eucaryotes et les procaryotes. Chez les eucaryotes, il est produit à partir de L-tryptophane alors que chez les procaryotes et les plantes, il est synthétisé par l'action concertée de deux enzymes : la L-aspartate oxydase (NadB) qui permet la formation d'iminoaspartate (IA) à partir de L-aspartate et la quinolinate synthase (NadA) qui permet la condensation de deux molécules, la dihydroxyacétone-phosphate (DHAP) et l'iminoaspartate, pour former l'acide quinolinique. En plus de cette voie dite «
de novo », la plupart des organismes possèdent une voie de secours qui produit le NAD à partir de niacine provenant de l'alimentation ou de la dégradation du NAD. Chez certains pathogènes tels que
Mycobacterium leprae et
Helicobacter pylori, cette voie de secours n'existe pas. Ceci fait de NadA une cible particulièrement attractive pour la conception d'antibactériens et ceci d'autant plus qu'elle est absente chez l'homme. NadA est la seule enzyme de la voie de biosynthèse
de novo du NAD dont le mécanisme moléculaire et la structure tridimensionnelle sous forme active (avec son centre [4Fe-4S]2+) sont inconnus. Grâce à l'utilisation d'analogues de substrats ou d'intermédiaires réactionnels, nous avons pu non seulement avancer dans l'élucidation du mécanisme moléculaire de NadA et notamment dans la compréhension du rôle du centre [4Fe-4S]2+ dans la catalyse mais en plus, nous avons été en mesure de proposer un 1er inhibiteur
in vitro et
in vivo de NadA : l'acide 4,5 Dithiohydroxyphtalique (DTHPA). Le DTHPA nous a fourni de bonnes bases pour la conception d'inhibiteurs puissants et spécifiques de NadA grâce à une étude Structure-Activité. Par ailleurs, nous avons résolu la 1ère structure aux rayons X de NadA sous forme holoprotéine dont les données structurales nous ont grandement aidé dans la compréhension du mécanisme de NadA.
Jury :
Rapporteur : Olivier Berteau
Rapporteur : David Pignol
Examinateur : Franck Fieschi
Examinateur : Myriam Seemann
Examinateur : Hilde de Reuse
Directrice de thèse : Sandrine Ollagnier de Choudens
Mots-clés :
Quinolinate synthase, fer soufre, NAD, inhibiteurs, mécanisme, métalloenzyme
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