Mécanisme clé d’une enzyme humaine essentielle mis à jour (étude suisse)
Nouvelles thérapies possibles
FRIBOURG - Des chercheurs de l’Université de Fribourg, avec des partenaires du Centre d’imagerie Dubochet et de l’EPFL, ont mis au jour un mécanisme clé d’une enzyme humaine essentielle. Il s'agit de l’enzyme cystathionine bêta-synthase (CBS), qui joue un rôle "crucial" dans de nombreux processus au sein de l’organisme.
Les enzymes accomplissent d’innombrables tâches dans les cellules, a indiqué jeudi l'Université de Fribourg (Unifr). Elles assurent la synthèse, la transformation et le recyclage de substances vitales. La CBS fait partie de ces alliées indispensables, en participant à la dégradation de certains éléments constitutifs des protéines.
La CBS contribue encore à la formation de sulfure d’hydrogène, un gaz malodorant qui, en petites quantités, joue un rôle de messager dans l’organisme, précise l'alma mater fribourgeoise dans son communiqué. Un dysfonctionnement de la CBS peut avoir de graves conséquences.
Longues chaînes
Une activité enzymatique insuffisante peut en effet entraîner l’homocystinurie, une maladie héréditaire rare, alors qu’une activité excessive est associée à divers types de cancers et à des troubles métaboliques. L’étude est désormais publiée dans Nature Communications.
Le document montre que la CBS n’existe pas simplement sous la forme d’une molécule isolée au sein de la cellule. Elle peut s’associer à d’autres molécules de CBS pour former de longues chaînes. Selon la structure de ces chaînes, l’activité et la stabilité de l’enzyme varient.
"La CBS se comporte comme un transformateur moléculaire", explique Tomas Majtan, de l’Unifr, qui a dirigé l’étude, cité dans le communiqué. "Elle peut modifier sa structure et s’adapter à différentes conditions au sein de la cellule. Ces changements influencent directement l’efficacité du fonctionnement de l’enzyme."
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Plus dynamiques
Les résultats montrent aussi que les protéines sont nettement plus dynamiques qu’on ne le pensait depuis longtemps. Plutôt que d’être des éléments constitutifs rigides, ce sont des structures flexibles qui réagissent aux signaux de leur environnement et peuvent adapter leur comportement en conséquence.
Grâce à une microscopie cryo-électronique de pointe, les chercheurs ont pu observer trois états de la CBS. Sous sa forme de base, l’enzyme est fonctionnelle, mais à un niveau normal. Dans certaines conditions, elle adopte une forme plus stable sans pour autant devenir plus active.
Ce n’est que lorsqu’un activateur endogène appelé S-adénosylméthionine se lie à la CBS que l’enzyme forme une structure plus grande et atteint son niveau d’activité maximal. L’étude démontre ainsi que ce n’est pas seulement la présence d’un signal qui est "cruciale", mais aussi sa nature précise.
Nouvelles thérapies
De petites différences peuvent déterminer si la CBS devient simplement plus stable ou si elle augmente réellement son activité. Des expériences menées sur des cellules vivantes montrent également que la formation de ces chaînes offre un avantage significatif. La CBS reste ainsi stable et fonctionnelle plus longtemps.
Les variantes de l’enzyme incapables de former de telles structures sont dégradées plus rapidement et perdent leur fonction plus tôt. Les chercheurs ont observé encore que les formes filamenteuses ont tendance à se localiser près du noyau cellulaire, tandis que d’autres formes sont réparties plus largement dans la cellule.
L'observation suggère que l’organisation de l’enzyme influence aussi ses fonctions dans la cellule. Ces découvertes pourraient revêtir une grande importance pour le développement de nouvelles thérapies. Des mutations génétiques pathogènes se situent précisément dans les régions de l’enzyme responsables de la formation des chaînes.
Santé humaine
Cela suggère que les maladies surviennent non seulement parce que l’enzyme elle-même est altérée, mais également parce qu’elle ne peut plus adopter sa forme correcte. Les futurs médicaments pourraient donc viser à stabiliser la forme saine de la CBS ou à aider l’enzyme à s’assembler correctement.
De nouvelles approches thérapeutiques pour l’homocystinurie, certains types de cancers et d’autres pathologies pourraient du coup émerger. Les chercheurs apportent ainsi des connaissances majeures sur le fonctionnement d’une enzyme qui revêt une grande importance pour la santé humaine.
Le 17 septembre 2026. Source: Keystone-ATS. Crédits photos: Adobe Stock, Pixabay ou Pharmanetis Sàrl (Creapharma.ch).
