Résumé
Le premier cours porte sur la question des enzymes suicides, définies comme des enzymes qui deviennent inactives après un seul cycle catalytique parce qu’elles consomment un cofacteur ou transforment un acide aminé, dans une forme de cannibalisation du système. Ce concept est évidemment intrigant et contre-intuitif puisque, pour assurer de façon continue cette activité, la cellule est obligée de se débarrasser des enzymes dégradées et de synthétiser à nouveau le système enzymatique pour la production, chaque fois, d’un équivalent de produit. Ce n’est pas ce qu’on attend d’une économie cellulaire parfaitement maîtrisée. C’est pour cette raison que les exemples déclarés d’enzymes suicides sont régulièrement réétudiés dans le but de confirmer ou non ce caractère très particulier. Le premier exemple, historique, est celui de la O6-methylguanine-DNA methyltransferase (Ada), une enzyme impliquée dans la réparation de l’ADN (déméthylation de bases nucléiques méthylées). Pour réaliser son activité, Ada transfère le groupement méthyle de la base sur une cystéine du site actif de façon irréversible. Ainsi méthylée, la cystéine n’est plus active et l’enzyme est incapable de déméthyler d’autres bases nucléiques. De façon intéressante, on trouve des exemples d’enzymes suicides dans les réactions de sulfuration. C’est le cas de la thiamine thiazole synthase (THI4p) qui consomme le soufre d’une cystéine de la protéine, la transformant en déhydroalanine et la rendant ensuite inactive, pour synthétiser le thiazole, un précurseur de la thiamine, une vitamine. Le même type de mécanisme (utilisation de l’atome de soufre d’une cystéine de l’enzyme) est mis en avant pour la biosynthèse du nicotinic acid adenine dinucleotide, le cofacteur organique de la lactate racémase. Un autre mécanisme est impliqué dans le cas aussi de plusieurs enzymes fer-soufre qui dégradent leur propre cluster fer-soufre essentiel, rendu ainsi inactif après un cycle catalytique, en utilisant les atomes de soufre de ce cluster dans la biosynthèse de la biotine (biotin synthase) et de l’acide lipoique (lipoate synthase).
