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Synthèse de molécules bio- et/ou photo-actives

Des sucres et acides aminés aux oligonucléotides modifiés

1. "Building blocks" dérivés de sucres et de nucléosides


Les glucides sont omniprésents dans la nature et constituent une ressource inépuisable et peu onéreuse de matière première chirale. Ces molécules sont des building blocks polyfonctionnels très utiles pour la synthèse de molécules et de matériaux moléculaires innovants. De plus, la conception et la synthèse de nouveaux dérivés d'hydrates de carbone ont une importance particulière pour la recherche biologique et thérapeutique grâce à leur rigidité structurale et leur hydrosolubilité. Les médicaments à base de sucre connaissent actuellement un essor important.
L'équipe développe des méthodologies de synthèse de glycoamino acides et de glycoaminooxy acides comme nouvelles briques constitutives polyfonctionnelles portant respectivement des fonctions acide carboxylique, amino ou aminooxy sur le sucre. Ces molécules sont par la suite utilisées pour la synthèse de nouvelles cages moléculaires pour la reconnaissance moléculaire et ionique, ou pour la synthèse de molécules d'intérêts biologiques et pharmacologiques.
N-oxy glycopeptides et mimes d'oligosaccharide
Nouvelles cages moléculaires à base de sucreNouvelles cages moléculaires senseur de cuivre

Avec l'avènement de l'approche antisens pour contrôler l'expression génique au  début des années 90, la modification chimique d'oligonucléotides a suscité des attentions particulières des chimistes et des biologistes. La modification structurale des nucléotides, leur dérivatisation et leur conjugaison permettent de pallier aux problèmes rencontrés avec les acides nucléiques naturels, comme la résistance aux nucléases, la spécificité, l'affinité, la biodisponibilité, le ciblage des cellules et les réponses immunitaires. Nous avons mis au point la synthèse de nucléoaminooxy acides et de nucléosides aminooxy acides dans l'objectif de développer de nouveaux analogues d'oligonucléotides portant une liaison N-oxy peptidique pour étudier leurs propriétés physicochimiques et biologiques.
Nucléoside aminooxy acide, N-oxy dinucléosides et nucléoaminooxy acide

2. Synthèse d'amino acides, sucres et cyclodextrines fluorescentes


Un autre axe de recherche concerne la méthodologie de synthèse d'acides aminés et sucres fluorescents à partir des acides aminés ou sucres naturels. En utilisant la chimie click, des fluorophores comme la fluorescéine, le dansyl, la coumarine, la NBD, le pyrène, la rhodamine, le benzothiadiazole ou le BODIPY peuvent être introduits aisément sur certains acides aminés (Ser, Phe, Tyr et Lys) et glycosides. Des macrocycles fluorescents (23 à 28 atomes) à base de sucre et d'acide aminé ont également été synthétisés. Certaines molécules montrent des propriétés de fluorescence très intéressantes pour des applications biologiques en anisotropie de fluorescence ou FLIM ; d'autres reconnaissent sélectivement des ions métalliques et certains anions.
Acides aminés, glycosides et glycopeptides fluorescents
Macrocycles fluorescents

La fonctionnalisation de la cyclodextrine (CD), récepteur moléculaire naturel, avec cyclodextrines multichromophoriquesplusieurs  chromophores pour la reconnaissance ionique et la commutation optique est un autre axe de recherche développé dans l'équipe. En utilisant la chimie click, nous avons découvert un nouveau fluorophore : le pyridyl triazole. La fonctionnalisation de CD avec ce motif nous a conduis à l'obtention de CD multichromophoriques ayant la propriété de reconnaître sélectivement le Zn2+ et le Cd2+ avec une exaltation de fluorescence. La béta-CD fonctionnalisée avec une antenne de type benzothiadiazole triazole s'avère être un fluoroionophore sélectif pour l'ion Ni2+. Actuellement, nous développons des cyclodextrines multichromophoriques contenant des fluorophores et des photochromes pour des applications optiques.

Collaborations:

ENS-Cachan:
  • Drs E. Depret, P. Fossé, O. Mauffret (LBPA - Institut d'Alembert)

France:

  • Pr C. Policar (Laboratoire des Biomolécules, UMR 7203, UPMC-ENS)
  • Dr. A. Slama-Schwok (Virologie et Immunologie Moléculaires, INRA UR 892)
  • Dr. A. Marinetti (ICSN)
  • Dr. R. Moumné, Pr. P. Karoyan (Laboratoire des Biomolécules, UMR 7203, UPMC-ENS)
  • Dr. C. Aroulanda (ICMMO, UMR 8182, Université Paris-Sud)

Internationales:

  • Pr H. Sun (Center for Drug discovery, China Pharmaceutical University)
  • Pr G. R. Chen (Laboratory of Advanced Materials, East China University of Science and Technology)
  • Pr J. Tang (Institute of Medicinal Chemistry, East China Normal University)
  • Pr. Q. Fang (Shanghai Institute of Organic Chemistry)



Une liste des publications de ce thème peut être trouvée ici.


Participants

Permanents:

Non-Permanents:


Anciens membres:
Doctorants : Keguang CHENG, Yanchun GONG, Xiaopeng HE, Chun LI, Li LIN, Olivier NOEL, Sandrine PEYRAT, Yibin RUAN, Yanhua YU, Chenjiang ZHU, Na CHEN, Ni-ha NGUYEN, Laura NODIN

Post-doctorants : Olivier DAVID, Adeline MALAPELLE, Philippe WEBER, Hua YI

étudiants M2 : Claire DEO, Laura NODIN, Olivier NOEL, Clémence RICHAUD, Corentin PAVAGEAU, Suzy WIDMER  

Mots-clefs

  • chimie des sucres
  • cyclodextrines multichromophoriques
  • molécules fluorescentes
  • oligonucléosides
  • aminooxy acides