Les prostaglandine-endoperoxide synthases (PTGS), également connues sous le nom de cyclooxygenases (COX), sont des enzymes qui catalysent la conversion de l'acide arachidonique en prostaglandines G2 et H2, qui sont des intermédiaires dans la biosynthèse des prostaglandines et des thromboxanes. Il existe deux isoformes principales de cette enzyme : COX-1 et COX-2.

COX-1 est constitutivement exprimée dans de nombreux tissus et joue un rôle important dans la protection de l'estomac et la régulation de la fonction rénale. D'autre part, COX-2 est principalement induite en réponse à des stimuli inflammatoires et cancérogènes, bien qu'elle soit également exprimée à faible niveau dans certains tissus sains.

Les inhibiteurs de la PTGS/COX sont largement utilisés comme anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) pour traiter la douleur, la fièvre et l'inflammation. Cependant, ces médicaments peuvent entraîner des effets indésirables gastro-intestinaux en inhibant COX-1 et doivent donc être utilisés avec prudence. Des inhibiteurs sélectifs de COX-2 ont été développés pour minimiser ces effets secondaires, mais ils peuvent augmenter le risque de maladies cardiovasculaires en raison de l'inhibition de la synthèse des prostacyclines protectrices dans les vaisseaux sanguins.

La cyclooxygénase-2 (COX-2) est une enzyme clé impliquée dans la synthèse des prostaglandines, des eicosanoïdes qui jouent un rôle crucial dans l'inflammation, la douleur et la fièvre. Contrairement à sa contrepartie constitutive COX-1, l'expression de COX-2 est principalement inductible en réponse à divers stimuli, tels que les cytokines, les facteurs de croissance et les mitogènes.

L'induction de COX-2 entraîne une augmentation de la production de prostaglandines, ce qui peut provoquer une inflammation et des douleurs dans certaines conditions pathologiques, telles que l'arthrite. Les médicaments anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) couramment utilisés, tels que l'ibuprofène et le naproxène, inhibent à la fois COX-1 et COX-2, mais des médicaments sélectifs de COX-2, comme le célécoxib, ont été développés pour minimiser les effets indésirables gastro-intestinaux associés aux AINS non sélectifs.

Cependant, il a également été démontré que l'inhibition de COX-2 entraîne un risque accru d'événements cardiovasculaires indésirables, tels que les accidents vasculaires cérébraux et les crises cardiaques. Par conséquent, l'utilisation des inhibiteurs sélectifs de COX-2 doit être soigneusement équilibrée par rapport à ces risques et avantages potentiels.

La cyclooxygénase-1 (COX-1) est une enzyme clé impliquée dans la synthèse des prostaglandines, des eicosanoïdes qui jouent un rôle crucial dans l'inflammation, la douleur, la fièvre et la protection de l'estomac. COX-1 est considérée comme une isoforme constitutive, ce qui signifie qu'elle est produite en permanence dans des conditions normales. Elle est largement distribuée dans le corps, en particulier dans les parois vasculaires, les reins, le cerveau et l'estomac. Dans l'estomac, COX-1 contribue à la production de prostaglandines qui protègent la muqueuse gastrique contre l'acidité gastrique et les ulcères.

Les médicaments appelés inhibiteurs sélectifs de la cyclooxygénase-2 (coxibs) ont été développés pour cibler spécifiquement COX-2, qui est responsable de l'inflammation, dans le but d'éviter les effets secondaires gastro-intestinaux associés à la inhibition non sélective de COX-1 et COX-2 par des anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) traditionnels. Cependant, certains coxibs ont été retirés du marché en raison d'un risque accru d'événements cardiovasculaires indésirables.

Dinoprostone est un prostaglandine E2 synthétique utilisé en médecine comme médicament pour induire le travail et dilater le col de l'utérus pendant le travail. Il est disponible sous forme de gel, de comprimés vaginaux ou d'inserts vaginaux et est généralement utilisé lorsque la dilatation du col ne se produit pas spontanément ou si une induction du travail est nécessaire pour des raisons médicales. Les effets secondaires peuvent inclure des contractions utérines, des nausées, des vomissements et des diarrhées. Il doit être utilisé sous la surveillance étroite d'un professionnel de santé en raison du risque potentiel de surstimulation utérine et d'autres complications.

ARN messager (ARNm) est une molécule d'acide ribonucléique simple brin qui transporte l'information génétique codée dans l'ADN vers les ribosomes, où elle dirige la synthèse des protéines. Après la transcription de l'ADN en ARNm dans le noyau cellulaire, ce dernier est transloqué dans le cytoplasme et fixé aux ribosomes. Les codons (séquences de trois nucléotides) de l'ARNm sont alors traduits en acides aminés spécifiques qui forment des chaînes polypeptidiques, qui à leur tour se replient pour former des protéines fonctionnelles. Les ARNm peuvent être régulés au niveau de la transcription, du traitement post-transcriptionnel et de la dégradation, ce qui permet une régulation fine de l'expression génique.

Dans le contexte actuel, les vaccins à ARNm contre la COVID-19 ont été développés en utilisant des morceaux d'ARNm synthétiques qui codent pour une protéine spécifique du virus SARS-CoV-2. Lorsque ces vaccins sont administrés, les cellules humaines produisent cette protéine virale étrangère, ce qui déclenche une réponse immunitaire protectrice contre l'infection par le vrai virus.

Les polycétide synthases (PKS) sont des enzymes multifonctionnelles qui catalysent la biosynthèse des polycétides, une vaste classe de métabolites naturels produits par les micro-organismes et les plantes. Les polycétides comprennent un large éventail de composés bioactifs tels que les macrolides, les actinomycines, les tétracyclines, et les komaroffs.

Les PKS sont classées en deux types principaux: les PKS de type I et les PKS de type II. Les PKS de type I sont des méga-synthases monofonctionnelles qui contiennent plusieurs domaines protéiques, chacun avec une fonction spécifique dans la condensation, la réduction ou la modification des intermédiaires de biosynthèse. Les PKS de type II sont des complexes multimodulaires composés de plusieurs sous-unités protéiques qui travaillent ensemble pour catalyser les étapes de biosynthèse.

Les PKS utilisent des extendeurs acyltransférases (AT) pour charger des extendeurs acyles sur un bras acyle actif, suivi d'une série de condensations itératives pour former une chaîne carbonée croissante. Les réductases optionnelles peuvent ensuite être utilisées pour introduire des doubles liaisons et des groupes fonctionnels spécifiques dans la chaîne carbonée. Enfin, les thioestérases ou les cyclases terminent le processus de biosynthèse en libérant le produit final du complexe PKS.

Les PKS sont d'un grand intérêt pour la recherche biomédicale car elles sont responsables de la production de nombreux composés bioactifs utilisés dans les médicaments, tels que les antibiotiques et les anticancéreux. La compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la biosynthèse des polycétides peut aider au développement de nouvelles stratégies pour la production de médicaments et la découverte de nouveaux composés bioactifs.

Les alkyles et aryles transférases sont des enzymes qui catalysent le transfert d'un groupe alkyle ou aryle depuis un donneur vers un accepteur spécifique pendant une réaction chimique. Ces enzymes jouent un rôle important dans la biosynthèse de divers composés, y compris les hormones stéroïdes et certains médicaments.

Les alkyles transférases sont responsables du transfert d'un groupe alkyle, qui est un radical formé d'une chaîne d'atomes de carbone et d'hydrogène, depuis un donneur vers un accepteur spécifique. Les aryles transférases, quant à elles, catalysent le transfert d'un groupe aryle, qui est un radical aromatique, depuis un donneur vers un accepteur spécifique.

Ces enzymes sont importantes dans la détoxification de certains médicaments et toxines, car elles peuvent faciliter l'ajout d'un groupe alkyle ou aryle à ces composés, ce qui permet leur élimination de l'organisme. Cependant, certaines alkyles et aryles transférases peuvent également contribuer à la activation de certains médicaments et toxines, en facilitant leur conversion en formes plus actives ou réactives.

Les alkyles et aryles transférases sont régulées par divers facteurs, y compris les hormones stéroïdes, les neurotransmetteurs et d'autres molécules de signalisation cellulaire. Des anomalies dans l'activité de ces enzymes peuvent être associées à des maladies telles que le cancer, la maladie d'Alzheimer et d'autres affections neurologiques.

La chitin synthase est une enzyme qui joue un rôle clé dans la biosynthèse de la chitine, un polysaccharide important présent dans la paroi cellulaire des champignons et dans l'exosquelette des arthropodes. Cette enzyme catalyse la réaction chimique qui conduit à la formation de la chitine en ajoutant des unités de N-acétylglucosamine au substrat acceptateur, créant ainsi une chaîne polysaccharidique linéaire.

La chitin synthase est une cible thérapeutique importante dans le développement de médicaments antifongiques, car l'inhibition de cette enzyme peut entraver la croissance et la survie des champignons. Il existe plusieurs isoformes de chitin synthase chez les champignons, ce qui rend le développement d'inhibiteurs spécifiques et efficaces particulièrement difficile.

En plus de son rôle dans la biosynthèse de la chitin, la chitin synthase a également été impliquée dans la morphogenèse des champignons, ce qui rend son étude encore plus intéressante pour les chercheurs en mycologie.

Les aminoacyl-tRNA synthétases, également connues sous le nom d'aminoacide ligases, sont des enzymes essentielles dans la biosynthèse des protéines. Leur rôle est de catalyser la réaction qui lie un acide aminé spécifique à son transfer RNA (tRNA) correspondant, formant ainsi un aminoacyl-tRNA. Cette étape est cruciale pour l'assemblage des chaînes polypeptidiques au cours de la traduction des ARN messagers en protéines fonctionnelles.

Chaque aminoacyl-tRNA synthétase est spécifique à un acide aminé donné et possède une activité éditoriale qui permet d'éviter les erreurs de chargement d'acides aminés non cognats sur des tRNAs spécifiques. Ces enzymes sont donc indispensables au maintien de la fidélité du code génétique et à la prévention de la synthèse de protéines toxiques ou non fonctionnelles.

Les aminoacyl-tRNA synthétases peuvent être classées en deux groupes : les classes I et II, qui se distinguent par leur structure, leur mécanisme catalytique et leur organisation génomique. Les membres de chaque classe partagent des caractéristiques structurales et fonctionnelles communes, ce qui permet d'établir une classification phylogénétique des acides aminés en fonction de leurs synthétases respectives.

Les erreurs de fonctionnement des aminoacyl-tRNA synthétases peuvent entraîner diverses pathologies, notamment des maladies neurodégénératives et des troubles du développement. Par conséquent, une meilleure compréhension de la structure, de la fonction et de la régulation de ces enzymes est essentielle pour élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces affections et développer des stratégies thérapeutiques ciblées.