Avril 1998 - n°27
L'UPR 9025 se consacre principalement au développement d'une " enzymologie interfaciale " et à l'étude structure-fonction des lipases végétales, pancréatiques et gastriques. L'intérêt de cette recherche est souligné par le fait que la plupart des réactions enzymatiques in vivo se déroulent au niveau des membranes biologiques, c'est-à-dire aux interfaces.
Cette UPR 9025 est formée de 4 équipes de recherche qui se consacrent à l'étude des lipases, que l'on peut définir comme des carboxyl-estérases catalysant l'hydrolyse d'acylglycérols à longues chaînes:
- Lipolyse enzymatique végétale.
Les enzymes lypolytiques s'avèrent être responsables de la mobilisation des réserves lipidiques qui conditionne au cours de la germination le développement des graines oléagineuses. Il apparaît ainsi nécessaire d'analyser le mode d'action de ces enzymes et la régulation de leur activité pour comprendre les mécanismes de croissance d'une plante. La conservation des graines représente un autre aspect de cette étude. En effet, l'accumulation de produits d'hydrolyse déprécie les matières grasses contenues dans les graines oléagineuses et diminue leur pouvoir germinatif.
Cette équipe étudie des lipases et phospholipases purifiées à partir de graines (tournesol et ricin) mais également de feuilles (chou) ou de cultures cellulaires (soja).
- Cinétique, structure et fonction des enzymes lipolytiques.
Cette équipe s'intéresse aux relations structures-fonctions dans le système lipase/colipase pancréatique. Elle a déterminé la structure tridimensionnelle de ce complexe pancréatique en présence de micelles mixtes de sels biliaires et de phospholipides. Bien que le phénomène d'activation interfaciale soit considéré comme une caractéristique cinétique originale de la famille des lipases vraies dites classiques, la lipase pancréatique de cobaye ne présente pas ce phénomène. Son activité catalytique sur une émulsion de tributyrine est indépendante de la présence de sels biliaires et de colipases. De plus, la lipase de cobaye est aussi active sur les phospholipides que sur les triglycérides utilisés comme substrats.
Un autre domaine de recherche, dans lequel cette équipe s'est spécialisée, s'avère le développement d'un tensiomètre automatique pour la mesure en continu des tensions interfaciales liquide/liquide ou gaz/liquide. Cette méthode permet de suivre en continu l'action de la lipase.
- Immunochimie des enzymes lipolytiques.
Ce domaine de recherche concerne l'aspect immunologique (utilisation d'anticorps monoclonaux et polyclonaux) des relations structures-fonctions des lipases digestives, gastriques et pancréatiques. L'équipe a mis au point un dosage immunoenzymatique ELISA permettant, par exemple, de mesurer les niveaux de lipase dans des liquides biologiques, et de déterminer la densité superficielle des enzymes absorbées sur des films lipidiques monomoléculaires. L'originalité de la lipase lysosomale acide est d'hydrolyser les esters de cholestérol aussi efficacement que les triglycérides. Définir les caractéristiques structurales, cinétiques et physiologiques de cette enzyme apparaît comme l'un des objectifs de ces travaux.
- Ingénierie des enzymes lipolytiques du tractus digestif.
Ce groupe s'intéresse aux mécanismes d'action des enzymes lipolytiques (lipases gastrique et pancréatique). Définir les domaines structuraux impliqués dans l'absorption à l'interface lipide-eau, la spécificité du substrat ou la fixation éventuelle d'un cofacteur constituent les objectifs de recherche.
La structure tertiaire des lipases préduodénales demeure inconnue. Ce groupe a exprimé cette protéine dans Escherichia coli par le système MAL E, sous forme soluble. L'expression de cette protéine par le système baculovirus dans les cellules d'insectes est actuellement réalisée. Le groupe travaille actuellement sur la caractérisation d'une isoenzyme de la lipase gastrique humaine.
Les protéines RP1 et RP2 pancréatiques sont aussi étudiées. L'équipe se consacre au rôle du volet amphipathique dans la reconnaissance de l'interface lipidique et la spécificité de substrat envers les triglycérides et/ou les phospholipides.
Applications industrielles des lipases
L'action des lipases intervient dans la vie de tous les jours. En effet, par exemple, pour donner du goût aux fromages dits à goût italien, les lipases se substituent actuellement à la présure (extrait d'enzymes d'organes d'animaux préruminants comme l'agneau, le chevreau). Les différents goûts proviennent de la spécificité des enzymes qui agissent sur les graisses du lait.
Les lessives constituent un autre domaine où l'action des lipases est très utile. En effet, ces enzymes interviennent dans l'élimination des taches de graisses (80% des lessives actuelles contiennent des lipases).
De nombreuses recherches ont été menées pour découvrir un médicament pour lutter contre l'obésité, sans utilisation de drogues neuroleptiques. Une pilule antilipase l'Orlistat (tetrahydrolipstatine : THL), inhibiteur des lipases digestives, s'avère être un nouveau médicament anti-obésité prometteur. " Le rôle de la THL est le suivant : Les lipases digestives dégradent l'huile et les graisses en savons et en monoglycérides qui seront absorbés par l'intestin. Si on bloque l'action catalytique de ces lipases digestives avec la THL, les graisses ne seront pas complètement dégradées et seront donc évacuées à l'extrémité du tube digestif. Une étude clinique a été menée aux Etats-Unis pendant 2 ans sur 4000 obèses (pesant entre 120 et 150 kg). En moyenne, ils ont perdu environ 10 % de leur poids corporel en prenant pendant un an une gélule à chaque repas. 50 à 70% des graisses alimentaires ne sont plus absorbées. Néanmoins, des effets secondaires comme les diarrhées grasses peuvent se produire en cas de surdosage. " déclare Robert Verger, le directeur de l'UPR 9025.
La THL, découverte par criblage systématique par la société Hoffmann La Roche, est déjà commercialisée aux Etats-Unis, et le sera bientôt en France. Ce médicament est actuellement prescrit sous ordonnance et est destiné uniquement aux obèses.
L'étude des lipases constitue une spécialité des laboratoires marseillais. En effet, ces chercheurs ont acquis une expérience depuis plus de quarante ans car à l'époque les savonniers de Marseille avaient demandé à Pierre Desnuelle de développer une école d'enseignants et de chercheurs spécialisés dans l'étude des enzymes qui dégradent les corps gras. " Les chercheurs de l'UPR 9025 étudient actuellement in vivo et in vitro le mécanisme d'action de la molécule THL sur la lipase en collaboration avec la société Hoffmann La Roche. Cette collaboration, entreprise il y a trois ans, se poursuivra jusqu'en l'an 2000, " confirme R. Verger.
J. SILVY