Synthase de cannabinoïdes : les enzymes qui décident du chémotype

En bref

Une synthase de cannabinoïdes est une enzyme qui transforme l’acide cannabigérolique en l’un des trois précurseurs acides. Il en existe trois : la synthase du THCA, la synthase du CBDA et la synthase du CBCA. Celle qui est active dans une plante détermine son chémotype, et donc si elle accumule du THC, du CBD ou du cannabichromène.

Ce qu’elles font sur le plan chimique

Toutes trois catalysent le même type de réaction : une cyclisation oxydative du reste géranyle de la molécule de CBGA. La différence tient uniquement à l’endroit où le cycle se ferme, et c’est précisément de là que viennent les différents produits.

Ce sont des oxydases flavinylées de façon covalente, c’est-à-dire des enzymes dotées d’un cofacteur flavine solidement lié. Elles appartiennent ainsi à la famille de l’enzyme du pont berbérine, avec laquelle elles partagent 40 à 50 % d’identité dans la séquence d’acides aminés.

Pourquoi l’aiguillage n’est pas net

La synthase du THCA et celle du CBDA concordent à 83,9 % sur 544 acides aminés et descendent manifestement d’un ancêtre commun. Cette proximité a des conséquences : produites dans la levure, les deux enzymes ont chacune formé à partir de l’acide cannabigérolique les trois cannabinoïdes principaux, plus cinq autres produits non identifiés à squelette cannabinoïde.

L’idée d’une enzyme à produit unique ne résiste donc pas à la mesure en éprouvette. C’est l’activité relative des enzymes qui décide du chémotype, et non leur exclusivité.

Lien avec le cannabis

Quand une synthase fait défaut, sa substance de départ s’accumule. C’est exactement le mécanisme du chémotype IV : une variante de la synthase du THCA porteuse d’une seule substitution de base, qui rend probablement l’enzyme non fonctionnelle, fait que l’acide cannabigérolique reste dans la plante. Cette substitution sert de marqueur moléculaire en sélection. Ce que cela signifie pour la teneur en CBG figure dans l’article sur le cannabigérol.

Sources