Synthèses chimio-enzymatiques de xylogluco-oligosaccharides pour l'étude des enzymes intervenant dans le métabolisme des xyloglucanes

Chemo-enzymatic synthesis of xylogluco-oligosaccharides for the study of xyloglucan active enzymes

• Auteur / Autrice : Régis Fauré
• Direction : Hugues Driguez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Biologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Le manque de substrats parfaitement caractérisés limite considérablement les études structures/activité des enzymes impliquées dans le métabolisme des xyloglucanes. Les potentialités de la glycosynthase Cel7B E197A d'Humicola insolens pour la synthèse chimio-enzymatique d'oligosaccharides branchés complexes ont été démontrées et appliquées à la préparation de xylogluco-oligosaccharides. Cette méthodologie, combinée à un nouveau concept de protection/déprotection enzymatique en utilisant un autre motif saccharidique comme groupement protecteur, a permis d'éliminer les réactions concurrentes et d'obtenir ainsi spécifiquement chacune des molécules cibles. Cette bibliothèque de xylogluco-oligosaccharides a été utilisée pour étudier les spécificités de substrat de la xyloglucane-endotransglycosylase de Populus trema x tremuloides (PttET16A) et de xylosyltransférases d'Arabidopis thaliana dont l'AtXT1. La pttXET16A accepte des substrats donneurs de basses masses moléculaires et notamment des motifs nonasaccharidiques qui sont les structures minimales reconnues par une XET. De plus, la modulation de l'activité de cette enzyme par la production de mutants a permis de mettre en évidence une nouvelle glycosynthas. L'activité de AtXt1 vis-à-vis de certains substrats xylogluco-oligosaccharidiques est inattendue et modifie les conclusions préalablement établies.

Studies on structure/activity relationships of xyloglucan active enzymes are very restricted because of the lack of well characterized substrates. The potential of the glycosynthase Cel7B E197A of Humicola insolens for the chemo-enzymatic synthesis of branched complex oligosaccharides has been showed and applied to the preparation of xylogluco-oligosaccharides. This methodology, combined with a new concept of enzymatic protection/deprotection by using an other saccharidic pattern as protective group, has allowed us to eliminate side reactions and thus to obtain specifically each target molecule. This library of xylogluco-oligosaccharides has been used to study the substrate specificities of xyloglucan endotransglycosylase from Populus tremula x tremuloides (PttXET16A) and of xylosyltransferases from Arabidopsis thaliana of which AtXT1. PttXET16A accepts substrate donors of low molecular weight, in particular nonasaccharidic patterns which are the minimal structures recognized by a XET. Moreover, the modulation in the activity of thisenzyme by the production of mutants allowed the descritpion of a new glycosynthase. The activity of AtXT1 with some xylogluco-oligosaccharidic substrates is unexpected and modifies the previous established conclusions.