Ingénierie enzymatique
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Abstrait

Conception d'une α-L-transfucosidase pour la synthèse d'HMO fucosylés

Dora Molnar-Gabor

Les oligosaccharides du lait maternel (HMO) sont reconnus comme bénéfiques pour les nourrissons allaités de multiples façons. Par conséquent, il existe un intérêt croissant pour la synthèse d'HMO imitant leur diversité naturelle. La plupart des HMO sont des oligosaccharides fucosylés. Les α-L-fucosidases catalysent l'hydrolyse de l'α-L-fucose à partir de l'extrémité non réductrice d'un glucane. Elles appartiennent aux familles des glycoside hydrolases GH29 et GH95. Les fucosidases de la famille GH29 présentent un mécanisme de rétention classique et sont de bons candidats pour l'activité transfucosidase. Nous avons récemment démontré que l'α-L-fucosidase de Thermotoga maritima (TmαFuc) de la famille GH29 peut être transformée en une transfucosidase efficace par évolution dirigée (Osanjo et al. 2007). Dans ce travail, nous avons développé des approches semi-rationnelles pour concevoir une α-L-transfucosidase en partant de l'α-L-fucosidase de la bactérie commensale Bifidobacterium longum subsp. infantis (BiAfcB, Blon_2336). Une fucosylation efficace a été obtenue avec des mutants enzymatiques (L321P-BiAfcB et F34I/L321P-BiAfcB) permettant la synthèse in vitro de lactodifucotetraose, lacto-N-fucopentaose II, lacto-N-fucopentaose III et lacto-N-difucohexaose I. Les enzymes ont également généré des HMO plus complexes comme le para-lacto-N-néohexaose fucosylé (Fp-LNnH) et le lacto-N-néohexaose mono- ou difucosylé (F-LNnH-I, F-LNnH-II et DF-LNnH). Il est intéressant de noter que la mutation à ces deux positions n'a pas entraîné de forte diminution de l'activité globale de l'enzyme, ce qui fait de ces variants des candidats intéressants pour des réactions de transfucosylation à grande échelle. Pour la première fois, ce travail fournit une méthode enzymatique efficace pour synthétiser la majorité des HMO fucosylés.