En utilisant un nouvel outil prometteur, la cristallographie neutronique, une équipe de recherche internationale a réussi pour la première fois à observer le mode d'action précis de l’enzyme PKG, associée à plusieurs pathologies, dont le cancer de l’estomac, qui cause 750 000 décès par an dans le monde et l'ostéoporose, qui touche plus de 200 millions de personnes au niveau mondial.
L’enzyme PKG II (Protéine Kinase G II) est une kinase dépendante de la guanosine monophosphate cyclique. Elle joue un rôle important dans la santé humaine et peut augmenter le risque de maladies comme le cancer de l’estomac et l’ostéoporose si elle n’est pas activée. Ces chercheurs ont voulu comprendre comment cette enzyme interagit avec des activateurs connus afin d’orienter le développement de médicaments et de traitements futurs.
Dans ce cadre, des chercheurs ont montré que la cristallographie neutronique est une technique viable permettant de mieux comprendre ce processus, en l’utilisant pour la première fois afin d’observer l’enzyme PKG II en action.
Lors d’une étude résultant d’une collaboration à l’échelle mondiale et publiée dans la revue Biochemistry, des cristaux ont été obtenus par des chercheurs de l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du ministère de l’Énergie des États-Unis, situé dans le Tennessee, à partir de protéine PKG II fournie par le Baylor College of Medicine au Texas (États-Unis), puis ont été analysés à l’Institut Laue-Langevin (ILL) de Grenoble. Ces scientifiques ont ainsi pu révéler en détail les mécanismes d’activation de l’enzyme, ouvrant la voie vers la conception de nouvelles thérapeutiques contre le cancer de l’estomac et l’ostéoporose.
Cette collaboration a également levé le voile sur les facteurs qui influencent l’activation enzymatique, ce qui est important non seulement pour la PKG II, mais aussi pour d’autres protéines kinases telles que la protéine kinase A (PKA), qui est associée à l’incidence du cancer. Rappelons que chez l’Homme, environ 2 % des gènes codent pour les protéines kinases, et que plus de la moitié de celles-ci sont liées à diverses maladies telles que le cancer et le diabète.
Matthew Blakeley, scientifique responsable de l’instrument LADI-III à l’Institut Laue-Langevin (ILL) et coauteur de l’étude, a déclaré que : "La cristallographie neutronique nous permet de déterminer les positions des atomes d’hydrogène, ce qui nous fournit des informations cruciales sur les interactions par liaisons hydrogène entre les petites molécules, ou inhibiteur, et leurs cibles protéiques".
D’après Andrey Kovalevsky, scientifique chargé de l’instrument IMAGINE à l’Oak Ridge National Laboratory et co-auteur principal de l’étude, "il est très prometteur que nous ayons pu observer la transmission d’informations à travers la protéine PKG II pendant le processus d’activation et commencer à déterminer les facteurs qui permettent à certaines petites molécules d’activer l’enzyme mieux que d’autres. Ces connaissances auront un impact important sur notre compréhension actuelle de diverses maladies, et nous aideront à développer les médicaments et les traitements du futur".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
