L'antibiotique Nosiheptide, aujourd'hui utilisé dans l'élevage animal[1], est prometteur en médecine humaine pour traiter des infections provoquées par des pathogènes résistants aux antibiotiques actuels. Il est pressenti pour combattre les infections nosocomiales, en particulier celles liés aux bactéries Staphylococcus aureus et Streptococcus pneumonia. Son élément principal est produit par une chimie plutôt unique, qui consiste à « attaquer »  une molécule classique, le tryptophane. Cette réaction, catalysée par la protéine NosL, consiste, en partie, à briser une liaison entre deux atomes de carbone de façon radicalaire[2].

« La cassure radicalaire d'une liaison carbone-carbone n'est pas commune dans le monde de la biologie, explique Juan-Carlos Fontecilla-Camps, responsable de laboratoire à l'IBS. Or, elle a un intérêt majeur, celui de générer des fragments pouvant être substrats d'autres réactions. » Les chercheurs ont combiné des études de cristallographie et de chimie théorique pour établir que le mécanisme de rupture de cette liaison carbone-carbone n'est pas celui proposé dans la littérature scientifique. « L'attaque chimique de NosL sur le tryptophane ne se fait pas à l'endroit prévu[3] », raconte le scientifique. Et d'ajouter : « La connaissance de cette chimie permet d'en savoir davantage sur le mécanisme de production de l'antibiotique  Nosiheptide. Elle ouvre un champ d'étude pour la manipulation génétique programmée de NosL, ce qui pourrait aider à la synthèse de dérivés de cet antibibiotique avec des propriétés bactéricides nouvelles. »

[1] Il est utilisé contre les bactéries intestinales des ruminants responsables de flatulences riches en méthane, puissant gaz à effet de serre.

[2] Cette réaction se fait via un radical, à savoir une espèce chimique instable possédant un ou plusieurs électron(s) célibataire(s).

[3] L'attaque radicalaire ne se fait pas sur l'atome d'azote du cycle indole mais sur son groupement amine.