Dans les protéines, les acides aminés sont maintenus ensemble par des liaisons amides. Ces liaisons ont une longue durée de vie et sont résistantes aux changements de température, d'acidité ou d'alcalinité. Certains médicaments utilisent des réactions impliquant des liaisons amide, mais les liaisons sont si fortes qu'elles ralentissent en fait les réactions, ce qui nuit à l'efficacité des médicaments.
Les chercheurs ont imaginé un moyen de modifier les liaisons amides avec une torsion à leur structure chimique qui accélère les réactions de 14 fois.
Les liaisons amides qui maintiennent les acides aminés en place pour former des protéines ont généralement une forme plate, dite planaire. Cet arrangement planaire est connu pour conférer aux liaisons amide leur incroyable résistance au changement. Donc, si une réaction nécessite une rupture des liaisons amide, elle aura du mal à moins qu'elle ne reçoive de l'aide.
Une de ces réactions est appelée hydrolyse, une dégradation chimique due à la présence d'eau. Il est utilisé par certains médicaments, par exemple les antibiotiques, dans le corps. L'hydrolyse est également utilisée en laboratoire comme outil d'analyse chimique, entre autres.
Donc, si l'hydrolyse peut être effectuée plus rapidement, cela pourrait bénéficier à la recherche dans ces domaines. Et c'est exactement ce que le professeur Makoto Fujita et son équipe du Département de chimie appliquée ont fait.
« Les liaisons amide peuvent être hydrolysées dans le temps avec un équilibre de chaleur ou de pH suffisant, mais cela peut être inefficace ou coûteux à l'échelle », a déclaré Fujita.
Pendant de nombreuses années, nous avons fabriqué des structures de cages moléculaires auto-assemblées qui peuvent confiner et modifier les structures qui s'y trouvent. Dans ce cas, nous avons confiné les liaisons amide dans des cages moléculaires qui ont ensuite appliqué une légère torsion de 34 degrés à leurs structures autrement planes. Et les résultats sont encourageants. «
Makoto Fujita, professeur, Département de chimie appliquée, Université de Tokyo
Ce que Fujita et son équipe ont découvert, c'est que compte tenu de cette légère torsion de leurs structures, les liaisons amides ont pu être hydrolysées à un rythme beaucoup plus rapide avec certaines configurations, augmentant leur vitesse de réaction jusqu'à 14 fois.
Cela pourrait être très avantageux pour divers chercheurs en médecine dans les domaines du développement de médicaments et plus encore.
La source:
Référence de la revue:
Takezawa, H., et al. (2020) Réactivité accrue des amides torsadés à l'intérieur d'une cage moléculaire. Chimie de la nature. doi.org/10.1038/s41557-020-0455-y.
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