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Highly Functional Polypeptides

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Des polypeptides, étape par étape

Tout comme les polymères sont formés de l'association de nombreux monomères, les polypeptides naturels sont fabriqués en associant des peptides. De nouvelles méthodologies ont éclairci les mécanismes de la synthèse de polypeptides, promettant de mieux contrôler le processus.

Technologies industrielles

Les peptides se rencontrent partout dans les cellules vivantes. Elles forment la base de molécules qui effectuent de très nombreuses fonctions. La possibilité de synthétiser des polypeptides avec une précision égale à celle de la nature serait d'un très grand intérêt pour la chimie synthétique. Ceci pourrait conduire à la production de polymères durables et renouvelables. Les scientifiques du projet HIPEP («Highly functional polypeptides»), financé par l'UE, ont étudié cette possibilité. Ils ont choisi comme étude de cas une synthèse d'intérêt industriel. La méthode la plus polyvalente de synthèse de biopolymères est la polymérisation à ouverture d'anneau de N-carboxyanhydride (NCA). Elle dispose d'un grand potentiel pour fabriquer aisément une nouvelle génération de structures polypeptidiques plurifonctionnelles. Elle permet de polymériser des monomères en anneau (des peptides ou de courtes chaînes d'acides aminés) contenant des NCA d'acides aminés. Elle sert notamment à produire du glatiramère, le composé actif d'un médicament pour traiter la sclérose en plaque. Cependant, le manque de détails sur les mécanismes de la réaction empêchait de la contrôler avec précision. Les scientifiques ont commencé par mettre au point une méthode pour identifier chaque monomère dans les mélanges, et pas seulement la présence de NCA d'acides aminés. Ces molécules sont particulièrement réactives, ce qui fait tout leur intérêt en chimie synthétique mais les rend éphémères et difficiles à détecter. Pour faciliter leur extraction, l'équipe a mis au point des protocoles utilisant une hydrolyse acide. Elle a aussi appliqué une méthode de chromatographie liquide haute performance pour faciliter la séparation des divers NCA d'acides aminés, et un système à ultraviolets pour détecter chacun d'eux. L'application des nouvelles méthodes a ouvert l'accès à de nombreuses données cinétiques sur la polymérisation simultanée de trois NCA d'acides aminés. Le glatiramère se compose de quatre acides aminés. Les chercheurs se sont appuyés sur des données expérimentales pour prévoir avec d'excellents résultats le comportement du système ternaire. Les méthodologies développées durant le projet HIPEP ouvrent la voie à une meilleure prévision du comportement des NCA d'acides aminés pendant leur polymérisation. Ceci permettra de mieux contrôler la séquence des acides aminés, et donc les propriétés du polymère produit. Ces méthodes devraient conduire à des polymères de polypeptides particulièrement novateurs, et aussi améliorer la compréhension de l'action des médicaments polypeptidiques.

Mots‑clés

Polymère, peptide, polypeptide synthétique, N-carboxyanhydride, polymérisation à ouverture d'anneau, biopolymères, acide aminé, glatiramère

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