La chimie orthogonale pour découvrir les fonctions protéiques
Comprendre la structure des protéines, leur localisation, les modifications post-translation et les interactions entre protéines et macromolécules est une étape nécessaire pour comprendre la biologie de la cellule. Étudier et manipuler une macromolécule implique l'incorporation d'étiquettes spécifiques, ou molécules rapporteuses, par le biais des réactions de liaison. Grâce à un financement de l'UE, le projet BIOCHEMLIG (Bio-orthogonal chemo-specific ligation) a étudié des nouvelles réactions de liaison chimiospécifiques et biocompatibles. Le projet tentait de développer de nouveaux processus de liaison à haute efficacité ayant une portée d'application vaste, une forte chimiosélectivité et des vitesses rapides. Les réactions de liaison sont utilisées pour synthétiser des bibliothèques combinatoires, marquer des biomolécules et réaliser une synthèse supramoléculaire. Pour satisfaire les critères stricts nécessaires pour des applications in vivo, les chercheurs ont étudié la compatibilité physiologique et la bioorthogonalité. Le projet de quatre ans a exploré de nouvelles réactions qui peuvent être appliquées à l'imagerie, comme les réactions de fluorisation, utilisées pour préparer des radiotraceurs marqués par 18F pour la tomographie par émission de positrons. Une formation de liaison 18F-C, là où le radiotraceur s'est attaché à un atome de carbone, a été démontrée pour la première fois en utilisant un protocole rapide et tendre à base de palladium. BIOCHEMLIG s'est concentré sur le développement de nouveaux métalloenzymes et de méthodologies de conjugation de dendrimères. Les métalloenzymes artificielles sont composées d'une fraction organométallique catalytiquement compétente dans une macromolécule. Le projet a proposé le ciblage rationnel des métallomédicaments anticancéreux utilisant des protéines présentatrices, qui pourraient être exploitées pour améliorer leur spécificité de liaison aux cibles macromoléculaires. Des chercheurs ont considéré l'extraction à haut débit pour les réactions de formation de liaison et les réactions de liaison formatées, ainsi que le développement d'une plateforme bio-chimique informatique pour des examens théoriques. Le projet a produit des réactions bioorthogonales de marquage de protéines innovantes. Deux applications de biocapteurs résultantes permettent une analyse rigoureuse des échantillons biologiques. Les résultats de BIOCHEMLIG sont présentés dans 18 publications à comité de lecture et 3 brevets. BIOCHEMLIG permettra aux scientifiques de disséquer des processus cellulaires avec une précision moléculaire, d'accélérer la préparation d'une bibliothèque de bioconjugués et de fournir des approches innovantes à la biologie chimique.
Mots‑clés
Bioorthogonal, fonctions protéiques, chimie covalente, liaison chimique, chimiosélectivité
