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En biologie, le négatif peut devenir positif

Malgré l'importance biologique des molécules de charge négative, le chlorure et l'ADN en étant deux exemples majeurs, les recherches sur les récepteurs de ces molécules restent limitées par rapport à celles réalisées sur leurs consœurs positives.
En biologie, le négatif peut devenir positif
Pourtant, les espèces chargées négativement ont une immense importance biologique et environnementale. L'ion chlorure est par exemple, l'anion le plus abondant chez l'homme et les anomalies de son taux sanguin ou les dysfonctionnements de son transport sont la cause directe de nombreuses maladies comme la fibrose kystique (ou mucoviscidose). Dans le même ordre d'idées, d'autres espèces anioniques comme les acides aminés anioniques tels que l'acide aspartique ou l'acide glutamique jouent un rôle essentiel en tant que neurotransmetteurs.

Dans ce contexte, les chercheurs du projet ANION_CAGES (Dynamic constitutional chemistry for the preparation of receptors for anions of biological interest) ont cherché à développer des récepteurs efficaces pour les anions hydrophiles. En s'appuyant sur les principes de la chimie combinatoire dynamique (CCD), ils ont pu surmonter les obstacles imposés par les paramètres d'affinité.

La génération de nouvelles molécules à partir de nombreux composants individuels simples (BB, pour building block) via des réactions réversibles sous contrôle thermodynamique, permet de créer une bibliothèque combinatoire dynamique (BCD). Les partenaires du projet ANION_CAGES ont utilisé des composants peptidiques ou pseudo-peptidiques et généré des bibliothèques moléculaires via la formation de liaisons covalentes dynamiques - formation de ponts disulfure et de métathèses disulfure.

Les chercheurs ont préparé une large gamme de composants individuels possédant différentes fonctions et un nombre variable de groupes thiol (R-SH). Toute une série de conditions de réaction différentes, comme le pH ou divers solvants, ont permis de générer des bibliothèques combinatoires dynamiques reproductibles.

Les chercheurs ont également généré une plateforme d'information solide pour les futurs travaux sur les récepteurs anioniques dans un environnement aqueux. La combinaison de différents composants individuels possédant des valences différentes devrait permettre d'accroître la complexité du mélange en termes de structure et de topologie.

Des recherches sur la production d'un produit unique via des évènements d'auto-reconnaissance ont également livré de précieuses informations. Les chercheurs ont réussi à identifier ces interactions, résultats de la reconnaissance d'un acide aminé zwitterion dans un environnement aqueux. Ils ont de plus, caractérisé l'effet des variations structurelles et environnementales sur la génération de ces bibliothèques combinatoires.

Les travaux du projet ont été publiés dans des revues comme la Royal Soc Chemical Publishing et d'autres journaux prestigieux. Un article exhaustif intitulé «Adaptive Correction from Virtually Complex Dynamic Libraries: The Role of Noncovalent Interactions in Structural Selection and Folding» est disponible dans une édition de Chemistry, un journal européen.

Les résultats de cette étude pourront être utilisés à l'avenir, pour la préparation de capteurs sélectifs fonctionnant en milieu aqueux pour la détection d'acides aminés et l'étude de leur rôle in vivo. Certains résultats préliminaires ont validé la faisabilité de cette approche.Les travaux du projet ANION_CAGES pourront également être utilisés pour la synthèse de molécules biologiquement pertinentes dans de nombreux secteurs de recherche comme la biologie, la médecine ou l'environnement.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Charge négative, anion, ANION_CAGES, DCC, DCL