Production microbiologique d’un anticancéreux, la cryptophycine, par biologie de synthèse

Responsable du Stage : Annick MEJEAN

Tél :       0157278451                                                   E-mail:  annick.mejean@u-paris.fr

LIED Université Paris Cité

Résumé du Projet de Stage 

Les cyanobactéries sont des procaryotes photosynthétiques, omniprésents dans l’environnement qui produisent de nombreux métabolites spécialisés dont certains possèdent des activités thérapeutiques puissantes comme la cryptophycine, un anticancéreux.

Après sa découverte dans les années 1990, de nombreux analogues de la cryptophycine (voir structures ci-dessous) ont été synthétisés chimiquement, cependant, leur développement clinique a été freiné par la neurotoxicité de la molécule. Très récemment, plusieurs groupes de recherche ont montré que la conjugaison de la cryptophycine à des anticorps ciblés permet de s’affranchir de cette toxicité et a relancé l’intérêt pour ces molécules.

Les gènes crpA à H codant pour les enzymes de la biosynthèse de la cryptophycine ont été identifiés en 2006 chez une souche de cyanobactérie : Nostoc sp. ATCC 53789. Un chemin de biosynthèse a alors été proposé. Cependant, il subsiste plusieurs points non élucidés comme l’identité du précurseur substrat de la première étape de biosynthèse réalisée par la PolyKetide Synthase (PKS) CrpA, ou bien les étapes enzymatiques catalysées par CrpF et CrpH, des enzymes probablement impliqués dans la biosynthèse des précurseurs ou la modification de la cryptophycine (aminotransférase et halogénase).

Notre projet s’intéresse à la production microbiologique de la cryptophycine et d’analogues comme alternative verte à la chimie de synthèse. Dans un premier temps, nous envisageons la production de la cryptophycine chez les cyanobactéries puis nous transférons par biologie de synthèse, la production chez E. coli. Il sera alors possible de faire évoluer les enzymes de biosynthèse et d’optimiser la prodcution pour obtenir des analogues de cryptophycine utilisables comme conjugués.

Nous disposons de la souche Nostoc sp. ATCC 53789 en culture au laboratoire et son génome (6,5 Mb) a été séquençé. L’analyse de la production de cryptophycine s’effectue par LC/MS/MS avec des standards fournis par l’équipe de Pr. S. Michel (CiTCom UMR 8638 CNRS, Univeristé de Paris) avec qui nous collaborons.

L’objectif du projet de Master 2 est d’identifier le précurseur de la biosynthèse de la cryptophycine. Pour cela nous utiliserons des expériences d’incorporation isotopique sur la souche de cyanobactérie en culture et d’enzymologie sur la première enzyme de biosynthèse de la cryptophycine, la protéine CrpA obtenue par clonage et expression de la protéine chez E. coli.

Ce projet s’inscrit-il dans la perspective d’une thèse :

                                                    oui  x

si oui type de financement prévu : Ministère

Le projet Cryptogreen est financé par l’ANR pour 2022 à 2024 et un post-doctorant est en cours de recrutement. Il soutiendra fortement le projet.

 Ecole Doctorale de rattachement : MTCI

 

Intitulé de l’Unité :LIED UMR CNRS 8236

Intitulé de l’équipe : Métabolisme secondaire des cyanobactéries

Nom du Responsable de l’Unité : Mathieu ARNOUX

Nom du Responsable de l’Équipe :Annick MEJEAN

Adresse : Université Paris Cité, 35 rue Hélène Brion, 75013 Paris