Les scientifiques ont développé une nouvelle technique pour dépister les réactions enzymatiques conçues, ce qui pourrait conduire à une création plus rapide et plus efficace de médicaments et de produits chimiques durables.
Les enzymes sont des protéines qui catalysent les réactions chimiques, transformant une substance en une autre. Dans les laboratoires, les scientifiques conçoivent ces enzymes pour effectuer des tâches spécifiques comme la création durable de médicaments et de matériaux.
Ces biocatalyseurs présentent de nombreux avantages environnementaux car ils produisent souvent une qualité de produit plus élevée, une baisse des coûts de fabrication et moins de déchets et une consommation d'énergie réduite. Mais pour trouver «l'un», les scientifiques doivent tester des centaines de variantes pour leur efficacité, ce qui est un processus lent, coûteux et à forte intensité de ressources.
Des recherches menées par l'Université de Manchester en collaboration avec AstraZeneca changent cela. L'équipe a développé une méthode pour une technique qui peut tester l'activité enzymatique jusqu'à 1000 fois plus rapide que les méthodes traditionnelles. La nouvelle méthode, développée au cours des huit dernières années et détaillée aujourd'hui dans le journal Protocoles de la natureest appelé dibt-MS (analyse directe des biotransformations avec spectrométrie de masse).
« Les méthodes de dépistage actuelles peuvent vraiment ralentir les choses lorsque nous essayons de trouver des biocatalyseurs efficaces, car il y a tellement de variations possibles à tester dans une bibliothèque enzymatique. Certaines méthodes plus rapides, comme les plaques de micro-ell fluorescentes, existent, mais même alors, vous pouvez appuyer sur un mur si votre produit ne fait pas de fluoresce naturellement.
« Nos recherches montrent comment DIBT-MS peut accélérer considérablement le processus, en sautant le besoin d'une préparation d'échantillons compliquée et en utilisant beaucoup moins de solvant et d'échantillonnage, réduisant finalement notre impact sur l'environnement », explique Sabine Flitsch.
Il s'appuie sur une technologie existante appelée Desi-MS (spectrométrie de masse de désorption d'ionisation par électrospray), un outil puissant qui permet aux scientifiques d'analyser des échantillons biologiques complexes sans avoir besoin d'une préparation d'échantillons approfondie.
En faisant de petites adaptations à la technologie, les scientifiques ont conçu un protocole pour analyser directement les réactions chimiques déclenchées par des enzymes, appelées biotransformations, en quelques minutes. La nouvelle méthode peut traiter 96 échantillons en seulement deux heures – des tâches qui prendraient auparavant des jours en utilisant des techniques plus anciennes.
Il a également été optimisé pour permettre aux chercheurs de réutiliser plusieurs fois les diapositives d'échantillons, d'améliorer l'efficacité des tests et de diminuer l'utilisation de solvants et de logiciels plastiques.
L'équipe a déjà appliqué avec succès cette technique à une gamme de réactions axées sur les enzymes, y compris les enzymes particulièrement précieuses dans le développement de la thérapeutique.
« Cette approche ouvre la recherche enzymatique à un éventail beaucoup plus large de laboratoires. Et à mesure que la demande de production chimique durable et rentable et le dépistage des tests de débit plus élevé augmente, le DIBT-MS sera un outil essentiel.
« Sa simplicité, son débit élevé et sa préparation minimale d'échantillons en font un choix idéal pour les biochimistes et les biologistes chimiques qui ont besoin d'un moyen fiable et efficace de mener un dépistage enzymatique rapide et complet », explique Perdita Barran.
Pour l'avenir, l'Université de Manchester continuera d'explorer des moyens de stimuler les partenariats entre les laboratoires et de relever d'autres défis qui entravent souvent la collaboration, tels que les barrières géographiques et le financement limité.
