Contribution de la modélisation moléculaire à la compréhension de la perception
olfactive.
Sébastien Fiorucci, Institut de Chimie de Nice
L’odorat est un sens chimique permettant aux êtres vivants d’identifier et de réagir aux
substances présentes dans leur environnement. Les chimistes ont depuis longtemps essayé de
comprendre et de prédire la relation entre la structure chimique d’un odorant et ses
caractéristiques olfactives. L’étude des relations structure/odeur a montré que dans de
nombreuses séries de composés les molécules de structures similaires avaient des odeurs
voisines. Cependant il existe de nombreux cas où une petite modification de la structure
chimique entraîne une note olfactive radicalement différente.
Depuis les travaux de R. Axel et L. Buck en 1991 (primés par le prix Nobel de physiologie et
de médecine en 2004) sur la découverte de la famille de gènes des récepteurs olfactifs, on
comprend mieux l’aspect combinatoire du codage de l’information chimique. Dans la cavité
nasale, les composés chimiques volatils sont solubilisés dans le mucus qui recouvre
l’épithélium olfactif puis conduits par des protéines de transport jusqu’aux récepteurs olfactifs
situés à la surface des neurones olfactifs. Le premier niveau du traitement de l’information se
situe donc lors de l’interaction entre un odorant et un récepteur olfactif. La grande diversité de
cette famille de gènes fait de l’olfaction un sens chimique extrêmement subtil et difficile à
décrypter.
Puisqu’aucune structure de récepteur olfactif n’a encore été résolue, il existe relativement peu
de méthodes expérimentales pour étudier les phénomènes moléculaires impliqués dans la
perception olfactive. La modélisation moléculaire est alors un outil de choix pour avoir une
vision atomique de ce type de système moléculaire. A travers une approche pluridisciplinaire
intégrant biologie moléculaire et mesures biophysiques, nous présenterons comment la
modélisation moléculaire contribue à la compréhension des phénomènes de reconnaissance
des molécules odorantes par le système olfactif. Enfin, nous montrerons comment la prise en
compte des récepteurs olfactifs, jusque-là absente des relations structure/odeur, pourra servir à
la conception rationnelle de nouveaux odorants.
L’Institut de Chimie de Nice (ICN) est un laboratoire de recherche de l’Université de Nice-Sophia Antipolis
associé au CNRS (UMR 7272) qui regroupe environ 80 personnes, dont une cinquantaine de permanents.
L’ICN est organisé en trois équipes de recherche qui s’intéressent aux domaines des arômes et parfums, de la
chimie bio-organique et de la chimie environnementale.
- L’équipe "Arômes Parfums Synthèse et Modélisation" (APSM, coordonnateur Serge Antonczak)
- L’équipe "Processus Chimiques et Radiochimiques dans l’Environnement" (PCRE, coordonnateur
Christophe Den Auwer)
- L’équipe "Molécules Bioactives" (MB, coordonnateur Rachid Benhida)
L’Institut de Chimie de Nice comprend également une Plate-forme Technologique, composée de six services
communs :
La recherche de l’équipe « Arômes - Parfums - Synthèses - Modélisation » se focalise sur l’élaboration de
nouvelles molécules constitutives des arômes et des parfums et sur la description des modes d’action permettant
leur perception. Les substances naturelles d’origine végétale inspirent la conception de nouveaux odorants.
L’équipe développe des méthodologies catalytiques de synthèse et de biosynthèse de molécules odorantes, des
méthodes d’extraction de produits naturels, des protocoles analytiques et des techniques de modélisation
moléculaire vers une meilleure connaissance des mécanismes de l’olfaction.