Ces travaux d’une équipe de l’Université de Princeton dévoilent un nouveau mécanisme par lequel une enzyme de l'horloge circadienne, Nocturnine, interagit avec sa cible, NADPH, pour affecter la régulation de l'énergie et les fonctions métaboliques. Ce mécanisme documenté dans Nature Communications ouvre une nouvelle réflexion sur le sommeil, le stress oxydatif et le métabolisme, et va « servir de tremplin vers la recherche de meilleurs traitements pour les maladies métaboliques ».
Jusqu’à cette étude, la fonction précise de Nocturnine à l’intérieur des cellules n’avait pas été clairement définie. Pendant de nombreuses années, on pensait que l’enzyme activait et désactivait le métabolisme cellulaire en dégradant certains messages cellulaires constitués d’acide ribonucléique, ou ARNm. Récemment des chercheurs ont découvert que Nocturnine était incapable de dégrader les ARNs.
Nocturnine, un régulateur essentiel du métabolisme
L’enzyme qui régit des tâches quotidiennes telles que le métabolisme des graisses et l’utilisation de l’énergie, fonctionne d’une manière totalement différente de ce que l’on pensait auparavant : l’équipe montre ici un lien moléculaire entre les fluctuations quotidiennes de l'enzyme et son rôle de régulation de l'énergie dans le corps. Nocturnine fait partie de l'horloge circadienne qui modifie le métabolisme et le comportement des organismes vivants pour répondre aux besoins de l'organisme aux différents moments de la journée. Les niveaux de Nocturnine fluctuent au cours de la journée, atteignant leur maximum lorsque le corps se réveille.
Nocturnine, une cible clé au centre des mitochondries : l’équipe de Princeton montre que plutôt que de dégrader les ARNm, l'enzyme régule des métabolites spécifiques qui favorisent la production d'énergie et protègent les cellules des dommages. Nocturnine est située dans les structures productrices d'énergie de la cellule, les mitochondries, ce qui suggère que c'est là que l'enzyme remplit sa fonction. Mais comment ? Nocturnine élimine un groupe phosphate de 2 molécules importantes du métabolisme, appelées NADP + et NADPH. Ces molécules permettent à la cellule de moduler les niveaux d'espèces réactives de l'oxygène, qui agissent à la fois comme agents nocifs causant des dommages, et comme molécules de signalisation contrôlant le métabolisme et le stockage des graisses. Les chercheurs ont conclu que Nocturnine était la première enzyme connue à effectuer cette réaction sur le NADP + et le NADPH dans les mitochondries (Voir visuel du dessous : Vue rapprochée de Nocturnine (rouge) en interaction avec NADPH (jaune)). Sa régulation à la hausse au moment du réveil donne « un coup de fouet » à la production d’énergie du corps en fournissant plus de NAD + et de NADH.
Nocturnine pourrait optimiser la biodisponibilité de NAD + et NADH pour la génération d'énergie, en utilisant au mieux la glycémie élevée au moment du réveil. Une cible prometteuse donc pour le développement de traitement des troubles métaboliques.
Source : Nature Communications 30 May 2019 The metabolites NADP+ and NADPH are the targets of the circadian protein Nocturnin (Curled) (Visuels Michael Estrella, Jin Du et Alexei Korennykh, Université de Princeton)
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