L'enzyme NadA intéresse les scientifiques car elle intervient dans la synthèse du cofacteur essentiel NAD, par une voie métabolique spécifique d'organismes pathogènes comme Helicobacter pylori ou Microbacterium leprae. Le premier est une bactérie qui peut provoquer l'ulcère et le cancer de l'estomac, tandis que le second est responsable de la lèpre. Des chercheurs de l’IBS, en collaboration avec BIG, ont réussi à observer par cristallographie les différentes étapes de synthèse par NadA de l’acide quinolinique, précurseur universel du NAD.
Mais comment observer différentes étapes réactionnelles en cristallographie, une technique de biologie structurale dans laquelle les scientifiques sont obligés de figer la structure à analyser ? « Avec une préparation adéquate de l’échantillon, répond Juan C. Fontecilla-Camps, chercheur au CEA-IBS. En effet, nous avons travaillé avec des mutants de NadA qui ralentissent la réaction. En outre, nous avons utilisé le pH comme ‘interrupteur’ de la réaction de synthèse de l’acide quinolinique. » Les chercheurs ont ainsi gelé la réaction selon leur bon vouloir en changeant le pH de l’échantillon. « Le pH n’a d’effet que sur la réactivité, pas sur la structure de NadA », ajoute le scientifique. Une fois la réaction figée par ce changement de pH, l’échantillon est cristallisé et étudié par cristallographie aux rayons X. Les chercheurs ont ainsi déterminé la structure des intermédiaires de la réaction durant les deux dernières étapes de formation de l’acide quinolinique, qui en comporte trois. La première a été déterminée par la chimie théorique en se basant sur différentes structures de NadA avec des ligands.
La connaissance fine des trois étapes de production de l’acide quinolinique par NadA permettrait de trouver trois façons d’empêcher sa formation à l’aide d’inhibiteurs. Ces derniers, bloquant la synthèse de cet acide par l'enzyme NadA, pourraient alors être éligibles pour la conception de nouveaux antibiotiques.