Structure et Mécanisme de la Quinolinate Synthase : enzyme à centre [4Fe-4S]2+ et cible d'agents antibactériens

Le Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD) est un cofacteur cle du metabolisme cellulaire. Synthetise a partir d'acide quinolinique (QA) chez tous les organismes vivants, la biosynthese du QA differe entre les eucaryotes et les procaryotes. Chez les eucaryotes, il est produit a partir de L-tryptophane alors que chez les procaryotes et les plantes, il est synthetise par l'action concertee de deux enzymes: la L-aspartate oxydase (NadB) qui permet la formation d'iminoaspartate (IA) a partir de L-aspartate et la quinolinate synthase (NadA) qui permet la condensation de deux molecules, la dihydroxyacetone-phosphate (DHAP) et l'iminoaspartate, pour former l'acide quinolinique. En plus de cette voie dite « de novo », la plupart des organismes possedent une voie de secours qui produit le NAD a partir de niacine provenant de l'alimentation ou de la degradation du NAD. Chez certains pathogenes tels que Mycobacterium leprae et Helicobacter pylori, cette voie de secours n'existe pas. Ceci fait de NadA une cible particulierement attractive pour la conception d'antibacteriens et ceci d'autant plus qu'elle est absente chez l'homme.NadA est la seule enzyme de la voie de biosynthese de novo du NAD dont le mecanisme moleculaire et la structure tridimensionnelle sous forme active (avec son centre [4Fe-4S]2+) sont inconnus. Grâce a l'utilisation d'analogues de substrats ou d'intermediaires reactionnels, nous avons pu non seulement avancer dans l'elucidation du mecanisme moleculaire de NadA et notamment dans la comprehension du role du centre [4Fe-4S]2+ dans la catalyse mais en plus, nous avons ete 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 specifiques de NadA grâce a une etude Structure-Activite. Par ailleurs, nous avons resolu la 1ere structure aux rayons X de NadA sous forme holoproteine dont les donnees structurales nous ont grandement aide dans la comprehension du mecanisme de NadA.