Les protéines à radical S-adénosyl-L-méthionine (SAM) utilisent la chimie radicalaire pour réaliser de nombreuses réactions impossibles pour la chimie organique 'classique' à deux électrons et qui restent des défis pour les chimistes. Cette vaste famille de métalloenzymes, présentes chez tous les êtres vivants, regroupe plus de 110 000 membres identifiés à ce jour et catalyse plus de 70 réactions chimiques différentes sur des substrats extrêmement variés. L'étude des protéines à radical SAM est un sujet très compétitif au niveau international. Leur extrême variété, couplée à la puissance de la chimie radicalaire, les rendent très attractives pour des applications en biologie de synthèse.
Le projet Radis-Bio correspond à l'étude structurale et fonctionnelle de la protéine à radical SAM tryptophane lyase (NosL) impliquée dans la synthèse de l'antibiotique nosiheptide. Ce dernier a montré son efficacité dans la lutte contre des souches multi résistantes de pathogènes à Gram (+).
NosL convertit le tryptophane en acide 3-méthylindolique (MIA), composant du nosiheptide. Elle contrôle précisément le choix de liaison C-C à couper, malgré une propension remarquable à la promiscuité de substrats et de réactions. L'étude de NosL est adaptée pour comprendre les mécanismes fins de sélection de substrat et de réaction.
Le projet Radis Bio allie des approches structurales (cristallographie) et fonctionnelles (spectroscopie de résonance paramagnétique électronique (RPE) et chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse) pour caractériser cinétiquement les différentes étapes de la réaction de NosL et identifier les intermédiaires.
D'autres études sont aussi envisagées au sein de ce programme : l'étude des bifurcations de réaction provoquées par l'usage d'analogues de tryptophane et le développement des outils pour réaliser le suivi de réaction en temps réel par RPE, méthode de choix pour suivre et caractériser les espèces radicalaires.
La proximité et la complémentarité des équipes de l'IBS et de l'Inac, les placent en position unique pour réaliser ce projet et développer une collaboration plus large sur l'étude mécanistique de ces métalloprotéines.