Approche multimodale pour étudier l'impact des changements conformationnels sur l'électrocatalyse enzymatique : cas des copper-efflux oxydases – ECLECTYC

Les dynamiques conformationnelles des biomolécules influencent leur activité, leurs interactions, et leur adaptation à l’environnement. Caractériser ces dynamiques et identifier les domaines protéiques flexibles est un défi majeur. Les méthodes actuelles (chimie computationnelle, outils d'apprentissage profond, cristallographie, RMN, cryo-EM) sont peu disponibles et ne permettent pas de corréler changements conformationnels et activité électro-enzymatique. ECLECTYC vise à développer une méthodologie novatrice pour l'étude des changements conformationnels des métalloprotéines. Le modèle proposé, une oxydase multicuivre impliquée dans la détoxification du cuivre, présente un domaine structurellement désordonné crucial pour la fonction enzymatique. Le projet investiguera les facteurs déclenchant les changements conformationnels du domaine flexible et l’influence de ces derniers sur l'activité électro-enzymatique. Divers mutants de l’enzyme permettront l’étude de ses changements conformationnels par une approche multimodale. Ces changements seront caractérisés en solution par RPE avec marquage de spin (SDSL). Deux stratégies seront développées pour étudier l'enzyme immobilisée spécifiquement sur électrode : l'oxydation électrochimique d'alcools par un radical TEMPO fixé sur le domaine flexible de l'enzyme ; et le couplage des microscopies à force atomique/électrochimique à balayage (AFM-SECM) pour détecter la réponse électrochimique d’une sonde rédox fixée au domaine flexible. La modulation des signaux électrochimiques par tout mouvement du domaine flexible permettra de corréler l'activité de l’enzyme à ses changements conformationnels sur l’électrode. Les approches pionnières développées dans ECLECTYC par un consortium aux expertises complémentaires en bioélectrochimie, microscopie et RPE (BIP), fonctionnalisation des électrodes (MOLTECH) et AFM-SECM (LEM), renouvelleront les perspectives de compréhension des dynamiques conformationnelles enzymatiques.