Projet ANR-13-BSV8-0011 – Meca-GT : Structures et Mécanismes réactionnels de galactosyltransférases
Programme : Blanc - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (Blanc SVSE 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Christelle BRETON (Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales)
Partenaires : Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales; Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire; Institut de Biologie Structurale; Institut de Chimie Organique et Analytique
Montant : 449545.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Les glycosyltransférases (GTs) constituent une vaste famille d’enzymes qui catalysent le transfert d’un résidu saccharidique, à partir d’un donneur de sucre activé (le plus souvent un nucléotide-sucre) sur un accepteur qui peut être un sucre, une protéine,  un lipide ou toute autre petite molécule. Les GTs sont donc les enzymes clé de la synthèse des oligo- et polysaccharides et des très nombreux glycoconjugués cellulaires, molécules aux rôles biologiques extrêmement variés allant du rôle structural, énergétique ou encore dans la régulation de la signalisation cellulaire. La diversité des produits naturels glycosylés est également largement exploitée par l’industrie pharmaceutique dans sa quête de nouvelles molécules actives (ex : antibiotiques, anti-diabétiques et anti-cancéreux). Des altérations de la glycosylation, à la fois qualitatives et quantitatives, sont observées dans de nombreuses situations pathologiques (cancer, arthropathies, inflammation, ...), et les GTs constituent donc des cibles particulièrement prometteuses dans la recherche de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les données structurales disponibles pour ces enzymes ont montré la surprenante conservation de leur architecture tridimensionnelle, puisque seuls deux types de repliement ont été caractérisés à ce jour. En dépit de leur intérêt comme cibles thérapeutiques, les GTs restent à ce jour encore mal connues, ce qui constitue un frein au développement d’inhibiteurs performants. La complexité du mécanisme réactionnel de ces enzymes et leur étonnante plasticité conformationnelle sont à l’origine des difficultés rencontrées dans leur étude. L’objectif principal de ce projet est de progresser dans notre connaissance du mécanisme d’action des GTs.  Nous allons concentrer notre effort sur deux GTs humaines : (i) la BGB, enzyme de synthèse du groupe sanguin B, et (ii) la b4GalT7, une enzyme clé de la synthèse des chaînes polysaccharidiques (glycosaminoglycannes) des protéoglycannes.  L’approche utilisée fera appel à la cristallographie cinétique et aux outils de modélisation moléculaire pour tenter de mieux comprendre comment ces protéines fonctionnent. Le projet comprend également une étude structurale approfondie de la b4GalT7 humaine qui représente une cible potentielle pour le traitement de certaines maladies telles que les arthropathies et le cancer. L’objectif principal est d’obtenir la structure tridimensionnelle de cette enzyme en complexe avec des ligands (substrats/inhibiteurs). Parallèlement aux études structurales, le projet comporte le développement de nouveaux outils et méthodes pour l’étude de ces enzymes (ex : des tests fluorescents dédiés à une stratégie de criblage et permettant le suivi en temps réel de l’activité GT). Il inclut également la synthèse d’une glycothèque de dérivés du xylose qui seront testés pour leur capacité à être substrats et/ou inhibiteurs de la b4GalT7. L’ensemble des informations structurales et mécanistiques qui sera issue de ces travaux devrait permettre à terme de mieux comprendre les évènements moléculaires se produisant lors de la réaction de transfert et fournir de nouvelles pistes pour la recherche d’inhibiteurs performants. Afin d’élargir notre stratégie de recherche de nouvelles molécules effectrices pour notre cible thérapeutique, le criblage d’une chimiothèque sera réalisé et les composés « têtes de série » seront évalués comme modulateurs de la synthèse des glycosaminoglycannes à visée thérapeutique.