UTAH — Décrypter la réactivité du cytochrome bd

La réduction sélective de l’oxygène en eau est cruciale pour la vie et constitue un processus central chez les organismes aérobies. La cytochrome bd oxydase est une oxygène réductase terminale procaryote qui permet l'adaptation des bactéries à différents environnements et confère une résistance aux conditions de stress. N'étant pas présente chez l'humain, elle constitue une cible intéressante pour la recherche sur les antibiotiques. Des études structurales récentes ont mis en évidence un degré élevé de diversité entre les cytochromes bd de différents organismes et ont révélé que, contrairement à ce qui avait été supposé précédemment, la réduction de l'oxygène a lieu sur un site mono-hème. Le mécanisme de réaction doit donc être revu. Les études biochimiques, électrocatalytiques, spectroscopiques (IR, Raman, RPE) et de modélisation sont des approches complémentaires qui permettront d'éclairer le mécanisme réactionnel de l'enzyme. Le rôle de la quinone et la réactivité du site mono-hème dans deux variantes du cytochrome bd seront particulièrement étudiés. Nous développerons des approches expérimentales combinant la reconstitution d'un environnement de membrane type avec la technologie des nanodisques et l'utilisation de techniques électrochimiques et spectroscopiques. Elles seront couplées à des simulations moléculaires de pointe pour aider à interpréter les données expérimentales et/ou proposer de nouvelles hypothèses. Les résultats permettront de caractériser le mécanisme de cette importante famille d’enzymes.