Exploration fonctionnelle et structurale de la diversité des carbohydrate-sulfatases – S-PLORE

Les polysaccharides sulfatés présents dans les micro- et macro-algues (i.e. agars, carraghénanes etc.) ou sécrétés par les bactéries marines représentent la biomasse marine la plus abondante. Même s'ils sont moins abondants dans les organismes terrestres, les polysaccharides sulfatés sont impliqués dans de nombreuses voies biologiques importantes (i.e. les glycoaminoglycanes). Les sulfatases sont des enzymes qui catalysent l'hydrolyse des groupes ester sulfate. Ces enzymes sont impliquées dans le remodelage et la dégradation des polysaccharides sulfatés. Malgré le grand nombre de gènes de sulfatase séquencés durant les programmes génomiques et métagénomiques, très peu ont été caractérisées biochimiquement et étudiées au niveau moléculaire par cristallographie.
Le principal goulot d'étranglement lors de l'étude de cette classe d'enzymes réside dans la difficulté de produire des formes «actives» en quantités suffisantes pour des études biochimiques et structurales. En effet, toutes les carbohydrate-sulfatases connues sont des sulfatases à formyl-glycine qui nécessitent une modification post-traductionnelle d'un acide aminé catalytique : cystéine ou sérine. Cette modification post-traductionnelle est très rarement obtenue, et en faible quantité, dans les systèmes classiques d'expression de protéines.
Dans ce contexte, nous proposons de tirer parti du nouveau et innovative système d'expression PLOR/pSW dédié à la production de sulfatases actives que nous avons développé. Nous sélectionnerons, surexprimerons et criblerons sur une collection unique de polysaccharides, environ 300 carbohydrate-sulfatases putatives couvrant la diversité de cette classe d'enzymes. En parallèle, des expériences de cristallisation à moyen débit et la détermination des structures cristallines d'un large ensemble de sulfatases seront menées. À la fin du projet, nous fournirons l'image la plus avancée et la plus détaillée des déterminants moléculaires de la reconnaissance des substrats sulfatés.