Le monde vivant contient un très grand nombre de molécules soufrées. À côté de la cystéine et du glutathion, très abondants, on peut avoir des métabolites secondaires, des cofacteurs, comme la biotine ou l’acide lipoique, et également des nucléotides et des acides modifiés au sein, respectivement, d’acides nucléiques et de protéines. En fait, on ne sait que très peu de choses en ce qui concerne la biosynthèse de ces composés, des acteurs et des mécanismes d’insertion d’atomes de soufre dans leurs précurseurs. Ce thème constitue un sujet de recherche très controversé.
Dans cette leçon, la question est abordée à partir de résultats récents obtenus avec les méthylthio-transférases : MiaB et MtaB qui catalysent l’incorporation sélective d’un groupe SCH3 en position 2 de l’adénosine d’ARNs de transfert, RimO qui catalyse l’incorporation d’un groupe SCH3 sur la chaîne latérale d’un aspartate d’une protéine ribosomale, à travers la conversion chimiquement difficile d’une liaison C-H en liaison C-S. Cette famille d’enzymes est caractérisée par l’existence de deux clusters [4Fe-4S], dont l’un est typique des protéines « Radical-SAM », servant à initier les réactions par formation d’un radical 5’-désoxyadénosyle utilisé pour activer les substrats en radicaux. Le rôle du second cluster est controversé mais des observations récentes, mécanistiques et structurales, suggèrent que le co-substrat soufré, de type sulfure ou méthyl-sulfure, se fixe sur l’un des atomes de fer de ce cluster pour mieux réagir avec les radicaux intermédiaires. Il est également montré qu’un homologue de MtaB est présent chez l’homme. Il s’agit du produit du gène CDKAL1, qui est un gène de susceptibilité au diabète de type 2. La découverte que CDKAL1 est impliqué dans une modification des ARNs de transfert, notamment à travers l’étude d’une souris KO, a permis de comprendre les mécanismes par lesquels les diabétiques possédant une enzyme CDKAL1 inactive souffrent d’un défaut de sécrétion d’insuline.
