| Přispěvatelé: |
Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Béatrice Gerland |
| Popis: |
This project aims to synthesize functionalized oligonucleotides (FuON) as serine proteases mimics. Those ubiquitous enzymes are in charge of the hydrolysis of the amide bonds in proteins thanks to the cooperative catalytic triad through alcohol, imidazole and carboxylate functions of the side chains of, respectively, serine, histidine and aspartate amino acids. It was however necessary to expand the limited functional repertoire of DNA in order to catalyze the hydrolysis of activated ester or amide substrates. Two different organocatalysts, each bearing an azide linker, were synthesized in order to introduce the three organic groups alcohol, imidazole and carboxylate as one tripod based either on a serine or tri(hydroxy)methylethane scaffold. Each tripod was then introduced (up to three times) using CuAAC click chemistry onto convertible oligonucleotides obtained from the controlled incorporation of 5'-alkynyl phoshoramidites during the supported synthesis. FuON sequences were designed to fold into various DNA secondary structures when combined. In order to by-pass the lack of a binding pocket, a covalent approach was envisaged to increase the effective concentration, using a bulge structure to bring in close proximity both the FuON-tripod(s) and the FuON bearing a chromogenic amide substrate. Both structuration and hydrolytic properties were evaluated by means of physico-chemical studies. Finally, starting from a known aptamer sequence selected to recognize an amide substrate, an organocatalyst was introduced at key positions within said sequence and the resulting induced fit of newly FuONs was studied by circular dicroism and the catalytic properties for this aptazyme strategy evaluated.; Dans le cadre d'une approche biomimétique, ce projet vise à synthétiser des oligonucléotides fonctionnalisés (FuONs) comme mimes de protéases à sérine. Ces enzymes ubiquitaires sont responsables de l'hydrolyse de la liaison amide des protéines grâce à une triade catalytique coopérative impliquant les groupements organiques des chaînes latérales des acides aminés sérine, histidine et aspartate, soit respectivement les fonctions alcool, imidazole et carboxylate. Pour cela, il a été nécessaire d'étendre le répertoire fonctionnel restreint de l'ADN afin de catalyser des réactions-types d'hydrolyse de substrats activés présentant une fonction ester ou amide. Ainsi, deux organocatalyseurs différents, porteurs d'un bras azoture, ont été synthétisés de façon à regrouper les trois fonctions organiques d'intérêt alcool, imidazole et carboxylate sur un squelette sérine ou dérivant du tri(hydroxy)méthyl-éthane. Nommés tripodes, ils ont chacun été introduits (jusqu'à trois fois) par chimie click type CuAAC sur des oligonucléotides convertibles obtenus par incorporation spécifique de 5'-alcényl-phosphoramidites lors de la synthèse supportée. Les séquences de ces oligonucléotides fonctionnalisés ont été pertinemment choisies pour constituer des librairies de catalyseurs ADN présentant une topologie modulable par les structures secondaires de l'ADN. En effet, afin de s'affranchir de l'absence de poche de reconnaissance, une approche covalente reposant sur des structures "bulge" a été mise en œuvre pour augmenter artificiellement la concentration effective en présentant, face à un FuON-tripode(s), un FuON porteur d'un substrat amide chromogénique. Les capacités de structuration et d'hydrolyse de ces bulges ont ensuite été évaluées par différentes méthodes physico-chimiques. Enfin, les travaux décrits portent également sur une approche aptazyme pour tirer profit des propriétés de reconnaissance d'une séquence aptamère connue vis à vis d'un substrat cible. Ainsi, après avoir synthétisé différents aptamères modifiés à des positions clés par un organocatalyseur, les propriétés de structuration induite de ces FuONs autour de leur substrat amide chromogénique ont été étudiées par dichroïsme circulaire et leurs propriétés catalytiques évaluées. |
