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Thème Modélisation Moléculaire

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1- Mécanismes Moléculaires de l’Olfaction

Bien que des progrès significatifs ont été fait sur la compréhension des bases moléculaires de la perception olfactive, de nombreuses questions restent en suspens. Au sein de notre équipe, nous utilisons des approches computationnelles afin de décrypter les mécanismes de la perception d’une odeur.

Nos contributions les plus significatives portent sur la compréhension des interaction odorants – récepteurs olfactifs [Charlier et al. CMLS 2012] [de March et al, FFJ 2015] [de March et al, Biochimie, 2014] [Topin et al. Chem Eur. J. 2014], sur la dynamique de ces édifices moléculaires [de March, Yu et al, JACS 2015] [Yu, de March et al, PNAS 2015] mais également sur les phénomènes péri-récepteurs [Heydel et al, 2013 Anat Records].

Vers les relations structure-émotions
Depuis 2013, nous allons au-delà de l’aspect olfactif en étudiant l’aspect émotionnel de la perception olfactive. Des projets sont initiés avec nos partenaire coréens (DGIST) ou français (CR Neuro. Lyon) pour quantifier les émotions d’individus sentant. A terme, il s’agira d’établir des relations structure-émotions, médiées par les récepteurs olfactifs.

Vers les relations structure-goût
Depuis 2014, notre groupe initie des études sur la structure et la fonction du récepteur aux molécules sucrantes. Ces études s’inspirent de nos démarches réalisées sur les récepteurs olfactifs afin de décrire les mécanismes à l’origine de l’activation de nos récepteurs au sucre. On peut ainsi espérer concevoir des édulcorants sur une base pharmacologique rationnelle.

2- Caractérisation de mécanismes enzymatiques :

Représentation schématique d’un complexe multienzymatique impliqué dans la biosynthèse des flavonoïdes

Au sein d’une cellule, les voies métaboliques consistent en une série de réactions biochimiques. Les enzymes catalysent la biosynthèse de métabolites, et le produit d’une réaction devient le substrat de la réaction suivante. Il a été suggéré que les enzymes impliquées dans une voie métabolique peuvent s’associer dans en des complexes multienzymatiques qui favoriseraient l’ensemble de la cascade. En effet, cette structure supramoléculaire permet l’acheminement des substrats entre les enzymes (Substrate Channeling) d’une façon plus efficace qu’une simple diffusion passant par le milieu physiologique. Pour ces études, nous utilisons des approches computationnelles nous permettant de décrypter les mécanismes enzymatiques impliqués dans la biosynthèse de produits naturels (QM/MM) et des méthodes basées sur la Dynamique Moléculaire pour étudier les comportement dynamiques des interactions enzymes/substrats.

Nos contributions les plus récentes portent sur la description des mécanismes de biosynthèse des flavonoïdes [Diharce et al. PCCP 2016] et de substances odorantes [F. Julien et al. Plant Mol. Biol 2014].