Description du projet
Gros plan sur une transformation radicale en chimie et en biologie
La chimie et la biologie reposent sur les interactions entre des molécules régies par des liaisons chimiques. Lorsqu’elles possèdent des électrons non appariés, les molécules se transforment en radicaux, ce qui modifie leurs caractéristiques chimiques et biologiques. Les méthodes exigeantes de formation des radicaux limitent cependant leur application, ce qui restreint le potentiel de recherche. Dans cette optique, le projet RadicalProtON, financé par le CER, se propose d’étudier la formation réversible du diradical dans les molécules organiques. S’appuyant sur un modèle structurel, les molécules peuvent convertir leur charge et leur spin, se muant ainsi en diradicaux. Le projet étudiera la manière dont les différents composants moléculaires influencent la formation des diradicaux et explorera leur rôle dans les molécules bioactives. Cette recherche devrait mener à des découvertes sur les protéines fluorescentes et les médicaments à petites molécules,et pourrait redéfinir les frontières de la recherche à l’intersection de la chimie et de la biologie.
Objectif
Chemistry and Biology are governed by molecules and how they interact. Crucially, what glues a molecule together are chemical bonds, made from atoms pairing all their electrons. Although preferred, this is not the only option: in the comparatively rare cases where a molecule presents unpaired electrons, it acquires a fascinating new status that transforms its chemical and biological properties, best described by the acutely apt name of radical. Despite the extraordinary toolset found in radical-bearing molecules, the rather demanding methods to radical formation currently available mean that only very specific molecular architectures can withstand them, inadvertently limiting the scope of their applicability.
The aim of this ERC project is to show that reversible diradical formation upon deprotonation is prevalent, and yet unexplored, in general donor-acceptor organic molecules and use this new knowledge to develop novel design criteria in light-emitting molecules and drug discovery.
To achieve this unique aim, I will exploit a widespread structural pattern in a novel way, enabling a molecule to reversibly convert its charge and spin and become a diradical. I will first characterise how different molecular constituents (un)favour diradical formation on isolated molecules. I will then establish, for the first time, the role that diradicals play in defining the function of the numerous bioactive molecules sharing the proposed structural pattern.
By exposing the overlooked diradical character in general families of deprotonated organic molecules, I will deliver transformative mechanistic understanding on i) the photo physical properties of fluorescent proteins and ii) the reactivity of small molecule drugs, particularly a new class of covalent inhibitors. The field of organic radicals sits at a critical crossroads between Chemistry and Biology, and as such, taking it a step forward has the potential to cross-pollinate research fields and reshape research frontiers.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
48940 Leioa
Espagne