Nouveaux modèles supramoléculaires de cuproenzymes à site monotopique (type 2) dérivés de calix[6]arènes : étude du comportement spécifique de complexes mononucléaires du cuivre vis-à-vis de molécules biologiquement actives

par Yannick Rondelez

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Olivia Reinaud.

Soutenue en 2002

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    L'origine de ce travail provient de la constatation que la partie reactive d'une metalloenzyme est un ligand possedant, a proximite d'un centre metallique, une cavite hydrophobe capable d'accueillir un substrat organique et de faciliter sa reaction avec le centre actif. Pour reconstituer ces caracteristiques, nous avons synthetise des complexes biomimetiques du cuivre et du zinc, bases sur des calix[6]arenes. Plusieurs nouveaux ligands macrocycliques porteurs de groupes azotes biomimetiques (et en particulier plusieurs composes hydrosolubles) ont ete synthetises. Nous avons montre que l'interaction entre un calixarene correctement fonctionnalise et un ion metallique permet d'obtenir des hotes moleculaires polyfonctionnels capables d'interagir avec des molecules invitees coordinantes. L'etude de l'influence de la substitution du ligand sur les proprietes dynamiques des complexes resultants a permis de montrer l'importance de la flexibilite sur le controle de la reactivite de ces systemes. Le role de la cavite hydrophobe a ete plus specifiquement mis en evidence par la synthese de complexes analogues possedant une cavite de taille et de forme variable: l'influence de ces caracteristiques geometriques sur le comportement cinetique et thermodynamique des recepteurs a ete quantifiee. Dans une autre partie nous avons decrit des complexes a sphere de coordination mixte n2s, particulierement proche de leurs modeles biologiques. Nous avons mis en evidence l'influence tres specifique du ligand soufre sur la reactivite du centre cuivreux vis-a-vis de 02. Enfin nous avons synthetise des complexes hydrosolubles, grace a des modifications portant sur le grand col des calixarenes. De cette maniere nous avons pu etudier en solution aqueuse des complexes cuivreux et zinciques originaux car possedant une cavite hydrophobe. Ils reproduisent les caracteristiques essentielles de leurs homologues organosolubles, tout en montrant une reactivite specifique, liee au solvant.


  • Résumé

    This work was motivated by the fact that the reactive part of most metalloenzymes can be reduced to a ligand possessing a hydrophobic cavity in the vicinity of the metal center. This pocket selects the organic substrate and facilitates its reaction with the active center. In order to mimic these characteristics, we have designed some supramolecular calix[6]arene-based biomimetic copper and zinc complexes. The synthesis of a number of new macrocyclic ligand bearing nitrogenous groups is described. Some of them are water-soluble species. We have shown that the interaction between these ligands and a metal center lead to a new class of supramolecular hosts able to recognize small coordinating guest molecules. The influence of the host's substitution pattern on the dynamic properties of the complexes has been studied, enlightening the decisive role of the flexibility of the host. The specific function of the hydrophobic cavity has been investigated through the synthesis of homologous complexes possessing cavity of different size and shape. The influence of these geometric features on the kinetic and thermodynamic properties of the hosts has been quantified. In another section, we have described some ligands presenting a highly biomimetic n2s coordination site: we have shown that the sulphur ligand indeed possesses a specific role in the reactivity of the cuprous complexes toward 02. Lastly, some modifications affecting the large rim of the calixarene has allowed us to describe a new class of water-soluble biomimetic copper and zinc complexes presenting a hydrophobic cavity. They display the same hosting properfies as their organo-soluble counterparts, but also possess a specific reactivity associated with the new solvent.

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Informations

  • Détails : 374 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)181
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