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Une enzyme bactérienne crée un nouveau type de polymère biocompatible et dégradable

L’enzyme bactérienne (la structure cristalline illustrée ici) fabrique un nouveau type de polymère biodégradable, l’aculitine, qui pourrait un jour trouver une utilité dans l’administration de médicaments, l’ingénierie tissulaire ou d’autres applications. Crédit : adapté de ACS Central Science 2022, DOI : 10.1021/acscentsci.1c01570

Les chaînes de sucres appelées polysaccharides sont les biopolymères les plus abondants sur Terre. En raison de leurs propriétés polyvalentes et respectueuses de l’environnement, ces particules peuvent éventuellement remplacer certains plastiques. Maintenant, les chercheurs écrivent dans Sciences centrales de l’AEC Ils ont identifié une enzyme bactérienne jusque-là inconnue qui peut fabriquer un nouveau type de polysaccharide, similaire au biopolymère de chitine. La nouvelle molécule est biodégradable et pourrait être utile dans l’administration de médicaments, l’ingénierie tissulaire et d’autres applications biomédicales.

Les polysaccharides jouent un rôle dans les organismes vivants, et parce qu’ils sont biocompatibles et biodégradables, ces molécules sont des supports prometteurs pour un large éventail de thérapeutiques. L’identité des molécules de sucre individuelles dans la chaîne et la façon dont elles sont liées les font agir de différentes manières. Les enzymes connues sous le nom de glycoside phosphorylase peuvent séparer certains sucres ou en créer de nouveaux, selon les conditions de réaction. Par exemple, l’une de ces enzymes fabrique la chitine, qui est le composant principal des exosquelettes d’arthropodes et des parois cellulaires fongiques. Stephen Withers et ses collègues se sont demandé s’il existait des enzymes naturelles auparavant inconnues qui pourraient fabriquer de nouveaux types de sucres.

À l’aide de données génomiques et d’un dépistage basé sur l’activité, les chercheurs ont identifié une enzyme glycoside phosphorylase d’une bactérie appelée Acoplasma Lévi, un contaminant courant des cultures cellulaires de laboratoire. L’équipe a exprimé et purifié l’enzyme et a découvert qu’elle pouvait fabriquer un nouveau type de polysaccharide, qu’elle a nommé aculétine. Le nouveau biopolymère a une composition similaire à la chitine et au polysaccharide formant un biofilm, mais ses molécules de sucre sont liées ensemble d’une manière différente des biopolymères connus.

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L’équipe a déterminé la structure cristalline de la glycoside phosphorylase, qu’elle soupçonne de jouer un rôle dans le maintien de une. lévimembrane cellulaire. Ainsi, les chercheurs peuvent être en mesure de cibler l’enzyme pour empêcher la contamination de la culture cellulaire par des bactéries, ainsi que d’utiliser l’enzyme pour fabriquer le nouveau biopolymère. Les chercheurs affirment que l’aculitine a un potentiel étendu en tant que nouveau type de matériau biocompatible et biodégradable.

Référence : « La bibliothèque de gènes synthétiques produit une glycoside phosphorylase jusqu’alors inconnue qui dégrade et synthétise la poly et la bêta-1,3-GlcNAc, complétant le groupe de β-saccharides liés à la GlcNAc » 16 mars 2022, Sciences centrales de l’AEC.
DOI : 10.1021 / acscentsci.1c01570

Les auteurs reconnaissent le financement et le soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Instituts de recherche en santé du Canada, du Département américain de l’énergie, du Howard Hughes Medical Institute et des National Institutes of Health.

Delphine Perrault

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