La danse de l'appariement moléculaire
Certains oligomères, chaîne de molécules composée de plusieurs unités répétitives, se replient spontanément en solution dans une conformation tridimensionnelle. Ces chaînes moléculaires appelées foldamères peuvent maintenant être synthétisées in vitro et sont d'excellents modèles pour l'étude des mécanismes du repliement protéique. Plus récemment, certains de ces foldamères ont révélé des capacités très intéressantes de transport ultra rapide d'électrons via un mécanisme d'échange. Cette propriété pourrait être utilisée pour la conception de nano-machines et de moteurs électroniques moléculaires. Les fonds de l'Union européenne ont ainsi permis l'étude détaillée d'oligomères d'amides aromatiques de très grande taille, rigides, cylindriques et repliés sous forme hélicoïdale. Les partenaires du projet FOSIMEL («Aromatic foldamers for single molecule electronics») ont synthétisé et fonctionnalisé ces foldamères dans différents solvants comme le chloroforme, des mélanges chloroforme-acétone ou chloroforme-acétonitrile et étudié leurs propriétés. Les précédents travaux de l'équipe de recherche s'étaient déjà intéressés à l'incorporation «d'invités» cylindriques dans un hôte hélicoïdal. Dans cette étude, les chercheurs ont élargi leurs recherches en analysant les constantes de vitesse d'enroulement ou de filetage de ces formations hôte-invité dans lesquelles l'une des extrémités est scellée. Les chercheurs sont partis de l'hypothèse que, en faisant varier la polarité des solvants, l'extrémité non scellée se vissera d'elle-même dans la structure hélicoïdale. Ils ont également préparé des foldamères invités avec deux extrémités fermées comme références dans lesquelles seul l'enroulement de la molécule hôte sera possible autour de la structure. Les chercheurs ont utilisé les spectres de résonance magnétique nucléaire pour étudier la formation et la cinétique du complexe invité-hôte. Ils ont ainsi pu démontrer que la conformation moléculaire et la solvatation jouaient un rôle essentiel pour la formation des complexes hôte/invité (hélice/tige). Les travaux du projet FOSIMEL ont ainsi mis en place une plateforme de connaissances qui nous permettra de mieux comprendre la structure et le fonctionnement de ces foldamères. Cette compréhension stimulera nos capacités de manipulation et de contrôle des foldamères ouvrant par conséquent la porte à la conception de nano-machines innovantes. Ces travaux nous offrent par ailleurs de nouveaux outils pour l'étude des processus biologiques.
Mots‑clés
En forme de tige, moteur moléculaire, nano-machines, oligomères, foldamère, mécanisme de repliement protéique, solvant, filetage, hélice, complexe hôte-invité
