Depuis plus de quarante ans, les voies de biosynthèse de nombreux alcaloïdes indolomonoterpéniques (MIAs) monomériques (vindoline et catharanthine chez Catharanthus roseus, ajmaline chez Rauwolfia tetraphylla, pachysiphine chez Tabernaemontana sp.) ont été partiellement ou totalement élucidées grâce à l’identification d’enzymes clés telles que les cytochromes P450, réductases, méthyltransférases, acyltransférases ou dioxygénases. En revanche, les mécanismes biochimiques permettant la dimérisation des MIAs – étape cruciale menant à la formation de molécules thérapeutiques importantes telles que la vinblastine – restent encore largement méconnus. Chez C. roseus, l’implication d’une peroxydase (PRX1) avait initialement été suspectée, mais les données génétiques et fonctionnelles ont infirmé son rôle. De plus, la faible abondance des dimères dans cette espèce et la compartimentation cellulaire compliquent leur étude. À l’inverse, Tabernaemontana divaricata constitue un modèle prometteur : cette espèce accumule naturellement de grandes diversité et quantité de MIAs dimériques (conofoline, conophylline, etc.), ce qui en fait une ressource idéale pour identifier les enzymes et mécanismes responsables de la dimérisation. L’ANR a soutenu un projet initié au laboratoire en ce sens, en collaboration avec des biologistes moléculaires (Dr Vincent Courdavault, BBV) de l’Université de Tours, visant à étudier la biosynthèse de MIAs oligomériques en particulier, comme la conophylline et la vinblastine.

Mots clés : spectrométrie de masse – résonance magnétique nucléaire – chimioinformatique – biosynthèse.

Contexte scientifique

Le laboratoire BioCIS (Chimie des Substances Naturelles, Faculté de Pharmacie, Université Paris-Saclay) propose une thèse financée sur l’étude des mécanismes de biosynthèse des alcaloïdes indolomonoterpéniques dimériques et trimériques (MIAs). Ces composés, comme la vinblastine, sont d’un intérêt thérapeutique majeur, mais leurs voies de biosynthèse restent mal comprises.

Cette thèse aura pour objectifs :

  1. (i) Le profilage métabolomique avancé par LC-MS/MS d’extraits de T. divaricata et C. roseus,
  2. (ii) L’étude de la distribution cellulaire des MIAs dimériques abondants par MALDI-MSI,
  3. (iii) L’isolement et l’élucidation structurale de nouveaux MIAs dimériques et trimériques issus de T. divaricata, notamment ceux présentant des connexions intermonomériques inédites.
  4. Par ailleurs, dans un effort de partage de données spectrométriques relatives aux MIAs, cette thèse aura également pour objectif l’acquisition d’empreintes MS/MS sur différents instruments (QTof et Orbitrap), ainsi que la mesure des sections de collision efficace des différents standards de MIA disponibles au laboratoire pour fiabiliser l’annotation au moyen d’une donnée analytique orthogonale.

Environnement de travail

  • Laboratoire : BioCIS UMR CNRS 8076, Faculté de Pharmacie, Université Paris-Saclay (Orsay).
  • Équipe : Chimie des Substances Naturelles.
  • Collaborations :
    • Dr Vincent Courdavault (BBV, Université de Tours) pour la biologie moléculaire.
    • Projet soutenu par l’ANR.

Équipements :

  • Spectrométrie de masse (LC-MS/MS, MALDI-MSI).
  • Résonance magnétique nucléaire (RMN).
  • Outils de chimioinformatique.

Profil recherché

  • Master 2 en chimie des substances naturelles, chimie analytique, ou domaine connexe.
  • Compétences requises :
    • Spectrométrie de masse et RMN.
    • Chimie des substances naturelles et réactivité chimique.
    • Analyse de données (logiciels spécialisés).
  • Qualités :
    • Rigueur, autonomie, et esprit d’équipe.
    • Curiosité scientifique et capacité à travailler en environnement interdisciplinaire.

Candidature

Références clés

  1. Méteignier et al., Plant Physiol. Biochem., 2025.
  2. Le Pogam & Beniddir, Nat. Prod. Rep., 2024.
  3. Szwarc et al., J. Cheminf., 2025.

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