Matériaux biomimétiques pour la reconnaissance et l'inhibition d'enzymes obtenus par impression moléculaire

par Arnaud Cutivet

Thèse de doctorat en Biotechnologie

Sous la direction de Karsten Haupt et de José Kovensky.

Soutenue en 2008

à Compiègne .


  • Résumé

    Les objectifs de cette thèse ont porté sur la conception d’inhibiteurs enzymatiques possédant une affinité et une sélectivité élevées pour une enzyme cible, par la technique de l’impression moléculaire. Ce procédé permet de créer des images complémentaires - des "empreintes moléculaires" - d'une molécule au sein d’un polymère synthétique réticulé. Dans le cadre de ces travaux, l’approche consiste à conduire la polymérisation à partir du site actif de l’enzyme, en présence d’une molécule d’ancrage capable d’induire la croissance du polymère à proximité de l’enzyme. Les matériaux ont été préparés dans des milieux aqueux hautement dilués, pour fournir des nanoparticules de microgels. L’étude s’est concentrée sur l’impression de la trypsine et la technique a été appliquée aux glucosidases. Pour imprimer la trypsine, le méthacrylamido de benzamidine a été employé comme monomère d’ancrage. La formation d’empreintes moléculaires a été confirmée : les polymères imprimés ont montré une meilleure affinité pour la cible que les polymères de contrôle non-imprimés. De plus, une inhibition plus forte a été observée pour les polymères imprimés que pour les polymères de contrôle et l’inhibiteur benzamidine. Comme méthode alternative de synthèse de microgels, un multi-initiateur dendrimérique fonctionnalisé avec des groupements iniferter a été utilisé. Ce composé permet de fournir une concentration élevée et localisée de radicaux. Des particules homogènes et sphériques ont ainsi été synthétisées, avec une morphologie plus compacte que celle obtenue à partir d’initiateurs conventionnels. L’emploi de ces matériaux biomimétiques comme médicaments est une des applications potentielles.

  • Titre traduit

    Biomimetic materials for enzyme recognition and inhibition obtained by molecular imprinting


  • Résumé

    The aim of this thesis is the development of a new class of enzyme inhibitors exhibiting strong affinity and selectivity for a target enzyme, using molecular imprinting technology. Molecular imprinting allows to create complementary images – or “molecular imprints” – of a template molecule in a crosslinked synthetic polymer. In the present work, a new approach was developped where the polymerisation was conducted from the enzyme's active site, using an anchoring compound from which the polymer chains grow in the proximity of the enzyme to form polymer microgels. As a model, imprinting of the protease trypsin was first studied; later, the technique was applied to glucosidases. The imprinted materials were prepared from a highly diluted aqueous solution. For trypsin imprinting, methacrylamido benzamidine was synthesized and used as anchoring monomer. The presence of molecular imprints was confirmed by binding assays, which showed that the imprinted polymers displayed a much higher affinity towards the target enzyme than the non-imprinted control polymers, as well as a clear selectivity for the enzyme over other proteins. When the inhibition properties were evaluated, trypsin-imprinted polymers showed stronger inhibition than the corresponding control polymers and the small inhibitor benzamidine. As an alternative way to confine microgel synthesis, an iniferter-based dendrimeric multi-initiator was employed. This molecule affords a high local radical concentration. Monodispersed spherical particles were obtained, exhibiting a more compact morphology than with conventional initiators. The use of these biomimetic materials as drugs is one of the potential applications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (241 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 303 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 CUT 1776
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