Évolution des enzymes : l'ADN ancien révèle l'adaptation au froid

Les enzymes, essentielles à la vie, s'adaptent à la température de leur environnement. Les extrêmophiles, prospérant dans des conditions extrêmes, possèdent des enzymes dotées d'adaptations uniques. Une recherche, publiée dans *Protein Science* (19 février 2025), a utilisé la reconstruction de séquences ancestrales (RSA) pour étudier la 3-isopropylmalate déshydrogénase (IPMDH), une enzyme impliquée dans la biosynthèse de la leucine. L'équipe du professeur Satoshi Akanuma de l'université de Waseda a reconstitué 11 enzymes IPMDH ancestrales pour retracer son évolution. L'étude a révélé une augmentation significative de l'activité catalytique à 25 °C entre les cinquième et sixième enzymes ancestrales. La mutagenèse dirigée a identifié des substitutions d'acides aminés clés, distantes du site actif, améliorant l'activité à des températures plus basses. Des simulations de dynamique moléculaire ont montré que la sixième enzyme ancestrale (Anc06) pouvait adopter une conformation partiellement fermée, réduisant l'énergie d'activation. Cette transition, survenue il y a 2,5 à 2,1 milliards d'années pendant le Grand événement d'oxydation, suggère que le refroidissement global a entraîné l'adaptation des enzymes. La RSA aide à identifier les mutations qui améliorent l'efficacité des enzymes, fournissant des informations sur la réponse évolutive de la vie aux changements environnementaux. Ces découvertes ont des applications potentielles dans la biotechnologie, la pharmacie et les sciences de l'environnement.