Etudes résolues en temps et dans l'espace de réactions enzymatiques rapides par résonance magnétique hyperpolarisée. – STEREOMAG

L'activité enzymatique est au cœur de la fonction métabolique des cellules, la régulation des nombreuses voies métaboliques étant essentielle pour maintenir l'homéostasie cellulaire. Une description détaillée des flux métaboliques dans la cellule est nécessaire pour mieux comprendre les conséquences de leurs altérations. C’est le but des études de fluxomique dont des modèles numériques des voies métaboliques, visent par exemple à prédire les effets de certains médicaments. Il est nécessaire pour cela de caractériser la cinétique enzymatique dans des conditions physiologiques.
La résonance magnétique nucléaire permet l'étude résolue en temps des réactions enzymatiques et permet ainsi une analyse cinétique complète par la détection simultanée des substrats et produits. Cependant, son manque intrinsèque de sensibilité limite la résolution temporellede ces études, ce qui nécessite souvent de ralentir considérablement les réactions afin de caractériser leur cinétique. De ce point de vue, les expériences de DNP avec dissolution (dDNP), en permettant d’amplifier le signal RMN jusqu'à 4 ordres de grandeur, se révélent très prometteuses pour les études en temps réel de réactions enzymatiques rapides dans des conditions pseudo-physiologiques.
Un des objectifs de ce projet est de faire de la dDNP une technique analytique robuste et efficace pour suivre les réactions enzymatiques s’effectuant en quelques dizaines de secondes et d’en tirer pleinement parti en levant des obstacles techniques, instrumentaux et méthodologiques. Les études nécessiteront l'optimisation des échantillons, une compréhension et un contrôle fins de la dissolution et du mélange, le développement de nouvelles expériences d'imagerie et de spectroscopie, et l’utilisation de modèles de cinétique adéquats.
Un autre objectif de ce projet sera de mettre à profit ces différents développements pour étudier des voies métaboliques fondamentales, la voie des pentoses phosphates et la voie de la glutamine.