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Article

1 - TRANSFERTS, RECOMBINAISONS GÉNÉTIQUES ET MUTANTS VIRAUX ET BACTÉRIENS

2 - ENZYMES IMPLIQUÉES DANS LA SURVENUE DE PATHOLOGIES MÉTABOLIQUES

3 - ENZYMES IMPLIQUÉES DANS LA SURVENUE DE PATHOLOGIES STRUCTURALES

4 - ENZYMES IMPLIQUÉES DANS L’ALTÉRATION DE LA TRANSMISSION DE L’INFORMATION

5 - ENZYMES IMPLIQUÉES DANS LA SURVENUE DE CANCERS

6 - DU GÉNOME À L’INTERACTOME : UN EXEMPLE À L’APPUI, L’ENZYMATOME

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

9 - SIGLES

Article de référence | Réf : PHA1516 v1

Du génome à l’interactome : un exemple à l’appui, l’enzymatome
Enzymologie fonctionnelle - Pathologies humaines impliquant des enzymes et notion d’enzymatome

Auteur(s) : Serge KIRKIACHARIAN, Julien DUMOND

Date de publication : 10 août 2023

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RÉSUMÉ

Les organismes vivants et les acellulaires disposent de nombreuses enzymes catalysant des réactions biochimiques. Cet article présente les principaux déficits, surexpressions ou mutations enzymatiques conduisant à des modifications ou à des dysfonctionnements physiologiques. Sont rappelées les modifications évolutives survenant aux niveaux viral et bactérien, l'article examine ensuite les pathologies associées aux enzymes humaines, classées en pathologies métaboliques, structurales, informationnelles et cancéreuses. La vie d’un virus est développée brièvement en se centrant sur ses enzymes,et le concept d’enzymatome est posé.

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ABSTRACT

Functional enzymology - Enzymes involved in human deseases; Enzymatome concept

Living organisms and acellular ones have many enzymes that catalyze biochemical reactions. This article presents the main enzymatic deficits, over expressions or mutations leading to physiological modifications or dysfunctions. The evolutionary modifications occurring at the viral and bacterial levels are first recalled. The main part of the article examines pathologies associated with human enzymes. These diseases are classified into metabolic, structural, informational and cancer pathologies. The last part briefly develops the life of a virus by focusing on its enzymes. The concept of enzymatome is posed.

Auteur(s)

  • Serge KIRKIACHARIAN : Docteur ès Sciences Physiques, Pharmacien - Professeur émérite de chimie thérapeutique de la faculté des sciences pharmaceutiques et biologiques de l’Université Paris-Sud - Praticien hospitalier, chef de service honoraire des Hôpitaux de Paris, France

  • Julien DUMOND : Docteur en Virologie Enzymologie - Consultant en entreprises pharmaceutiques, Metz, France

INTRODUCTION

Après avoir présenté le fonctionnement « normal » de différentes enzymes dans différents organismes vivants ou chez des acellulaires au niveau des trois précédents articles [PHA 1 510], [PHA 1 512] et [PHA 1 514], cet article vise à établir les conséquences induites par les déficits, surexpressions ou mutations enzymatiques dans l’espèce humaine.

Diverses pathologies humaines sont en relation avec des dysfonctionnements enzymatiques. Dans certains cas, les mutations d’enzymes ou des enzymes présentant des niveaux d’expression anormaux induisent des pathologies génétiques chez l’être humain. Dans d’autres cas, des mutations concernent les patrimoines génétiques d’agents viraux ou bactériens potentiellement infectieux. Elles peuvent alors conduire à des échappements thérapeutiques en raison de l’inefficacité des médicaments ciblant les enzymes concernées.

Dans un premier temps, sont rappelées les principales modifications génétiques survenant aux niveaux des virus et des bactéries. La partie majeure de l’article détaille la survenue de pathologies enzymatiques dans l’espèce humaine. Ces maladies ont été classées en pathologies métaboliques, structurales, informationnelles et cancéreuses. La dernière partie est consacrée aux enzymes vitales d’un virus permettant la mise en évidence du concept d’enzymatome.

Enfin, en complément des précédentes revues, cet article aborde les nouvelles perspectives thérapeutiques offertes par le domaine de l’enzymologie. Le but poursuivi sera différent selon que la pathologie résulte du dysfonctionnement ou de l’absence d’une ou de diverses enzymes chez l’homme, ou de pathologies en rapport avec les enzymes d’agents infectieux. Dans tous les cas, il convient d’identifier le ou les diverses enzymes responsables de la pathologie concernée et de développer le ou les meilleurs traitements.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.

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KEYWORDS

enzymes   |   diseases   |   enzymatose

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-pha1516


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6. Du génome à l’interactome : un exemple à l’appui, l’enzymatome

Comme pour chaque espèce du vivant fonctionnant avec ses semblables et les espèces « amies ou ennemies », les molécules à l’instar des enzymes n’agissent pas seules. L’ensemble des points abordés précédemment a été développé pour le démontrer. Les protéines enzymatiques ne constituent certainement pas les uniques centres d’intérêts des études fondées sur l’interactome.

Les enzymes sont au cœur de complexes moléculaires, plus ou moins gros, évolutifs et transitoires plus ou moins difficiles à appréhender selon le cas étudié. Suivant la structure du complexe, l’activité enzymatique est régulée différemment. Dans ces complexes, peuvent intervenir des partenaires issus du même génome ou de génomes étrangers : on peut parler d’interactomes « intra » ou « inter » spécifiques. Si la variabilité génétique au sein d’espèces différentes est prise en compte, l’ensemble des liaisons entre partenaires différents est difficile à appréhender. Nos connaissances en génomique, protéomique et métabolomique ayant considérablement avancé au cours des 30 dernières années, le temps d’étudier l’interactome, ou plutôt les interactomes, est venu. L’interactome mettant les différents acteurs moléculaires comme l’ADN, l’ARN, les protides, les glucides, les lipides et les autres petites biomolécules en relation grâce aux liaisons faibles de type hydrogène, électrostatique, hydrophobe ou force de Van der Waals n’est actuellement qu’au stade des balbutiements.

D’ores et déjà, les premières revues décrivant des interactomes simples  sont très enrichissantes et permettent d’analyser des approximations commises lors de tests enzymatiques « simplifiés et classiques » réalisés in vitro. Un ou plusieurs partenaires importants d’une enzyme peuvent être absents du test. La compréhension d’un mécanisme d’action peut être...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MECHAM (R.B.) -   The Extracellular Matrix: an Overview.  -  Editor, Springer, Heidelberg (2011).

  • (2) - SASISEKHARAN (R.), RAMA (R.), PRABHAKAR (V.) -   Glycomics approach to structure-function relationships of glycosaminoglycans  -  . Ann. Rev. Biomed. Eng., 8(1), p. 181-231 (2014).

  • (3) - SCHWARTZ (N.B.), DOMOWICZ (M.) -   Chondrodysplasias due to proteoglycan defects  -  . Glycobiology, 12, p. 57R-68R (2002).

  • (4) -   Site internet :  -  http://www.sphingomap.org.

  • (5) -   Site internet :  -  https://www.pasteur.fr/fr/centre-medical/fiches-maladies/syndrome-sanfilippo. Document Institut Pasteur – Syndrome de Sanfilippo.

  • (6) - ARAKI (Y.), MIMURA (T.) -   Matrix metalloproteinase gene activation resulting from disordred epigenetic mechanisms in rheumatoid...

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