Former des protéines complexes aussi bien que le corps humain

Les modifications post-traductionnelles des protéines, c’est-à-dire la modification chimique d’une protéine réalisée le plus souvent par une enzyme après sa synthèse ou au cours de sa vie dans la cellule, jouent un rôle crucial pour la santé d’un individu. En effet, des malformations des protéines entraînent l’apparition de maladies dues au mauvais fonctionnement de différentes modifications de la structure, de la fonction, de la stabilité ou de la localisation subcellulaire des protéines. Généralement cette modification entraîne un changement de la fonction de la protéine considérée, que ce soit au niveau de son action, de sa demi-vie, ou de sa localisation cellulaire.

Cependant, la compréhension des effets de ces modifications au niveau moléculaire a été entravée par le manque de méthodes permettant d’accéder à des protéines modifiées de manière homogène, celles-ci étant classiquement obtenues par des approches biochimiques et de biologie moléculaire traditionnelles. De plus, la préparation de telles molécules bio-conjuguées complexes peut se révéler très compliquée tant les facteurs affectant la bonne formation d’une protéine sont nombreux. Les récents progrès de la chimie des protéines en impliquant des approches chimiques et hemi-synthétiques sont de plus en plus utiles pour surmonter ces difficultés.

Le laboratoire du Prof. Brik du Technion s’intéresse au développement de nouvelles méthodes de synthèse et à l’utilisation des techniques de pointe disponibles pour préparer des protéines modifiées spécifiquement pour des sites spécifiques en vue d’analyses biochimiques, biophysiques et fonctionnelles.
Les protéines étant des composants vitaux de la cellule vivante, à partir desquels les organites sont intégrés dans les cellules, les muscles, etc., la capacité de l’équipe Technion à les créer artificiellement pourrait avoir un impact considérable sur la compréhension de leurs mécanismes d’action et des différentes malformations qu’elles peuvent subir.

L’équipe a par ailleurs été capable de former des grappes de ces protéines complexes en ajustant avec précision les processus chimiques nécessaires à leur synthèse. Ainsi, cette découverte a permis une extension de la boîte à outils chimique pour la synthèse de protéines et l’ouverture d’un nouveau champ pour le développement de la chimie basée sur les complexes organométalliques. La méthode a été démontrée par la synthèse d’une protéine de stockage du cuivre (CSP1) et par la réaction de protéines ubiquitinilées pour la formation d’un complexe fort (covalent) nucléosome-enzyme.

Source : https://www.nature.com/articles/s41467-018-05628-0

Rédacteur : Guillaume Duret, post-doctorant au Technion