Synthèse d'outils moléculaires pour l'étude des enzymes de la voie du MEP

Molecular tools synthesis for the study of enzymes in the MEP pathway

• Auteur / Autrice : Basile Simonet
• Direction : Jean-Bernard Behr
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 20/09/2021
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences Fondamentales et Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR - UMR 7312 CNRS) (Reims, Marne, 2012-....)

Mots clés

Mots clés libres

Isoprénoïdes

Voie métabolique

Inhibition

Synthèse organique

Antibactériens

Isoprenoids

Metabolic pathway

Inhibition

Organic synthesis

Antibacterial molecules

Résumé

La voie du méthylérythritol phosphate (MEP) produit les précurseurs nécessaires à la biosynthèse des terpénoïdes chez certains microorganismes. Cette voie métabolique est absente chez l'être humain et représente donc une cible de choix pour le développement de nouveaux agents antibactériens spécifiques. Ce projet de thèse vise à élucider le mécanisme des enzymes impliquées dans la voie du MEP, et à identifier des inhibiteurs puissants qui pourront trouver un développement comme agents antibactériens au mode d'action inédit. Nous étudierons en particulier GcpE, l'enzyme qui catalyse l'avant dernière étape de la voie du MEP, qui consiste en une réaction complexe d'oxydoréduction couplée à une réaction d'élimination. Elle utilise comme co-facteur un centre [4Fe-4S] dont le rôle et le mode de liaison ne sont pas totalement élucidés. Nous chercherons à synthétiser des outils moléculaires qui serviront à piéger les espèces réactionnelles transitoires générées dans le site catalytique. L'activité biologique de ces composés sera analysée par notre partenaire biologiste. En parallèle, des séries d'inhibiteurs seront synthétisées et testées pour évaluer leur action à la fois sur l'activité de GcpE mais aussi sur la survie de souches bactériennes pathogènes ou opportunistes. Enfin, nous élargirons nos recherches à d'autres enzymes de la voie du MEP.

The discovery of the methylerythritol phosphate (MEP) pathway in bacteria offers new opportunities to overcome the issue of resistance to standard antibiotic treatment. Our goal is to design, synthesize and assay potent inhibitors of GcpE, a metalloenzyme from this pathway, which catalyses the conversion of MEcPP into HMBPP. The identification of new inhibitors and, in the end, of new antibacterial agents, calls for an accurate knowledge of both the structure and the mode of action of GcpE, notably via crystallographic or spectroscopic investigations (EPR, Mössbauer), but also via Structure Activity Relationship studies on a library of potential inhibitors. This project combines chemical and biological aspects, which are closely interconnected. Ultimately, the potential of the most active inhibitors will be assessed on a panel of bacterial strains. Other enzymes of the MEP pathway will be studied in a same manner.