Conception et élaboration de nouvelles métalloenzymes artificielles selon la stratégie du cheval de Troie

par Elodie Sansiaume

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Pierre Mahy.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Depuis plusieurs années, la construction de métalloenzymes artificielles est en plein essor, du fait de leurs remarquables activité et sélectivité en milieu aqueux. Nous avons réalisé de nouvelles métalloenzymes artificielles, solubles en milieux aqueux, capables de catalyser des réactions d'oxydations sélectives, selon la stratégie du « Cheval de Troie ». Cette stratégie repose sur la forte affinité d'une protéine pour un stéroïde particulier afin d'insérer des complexes métalliques dans la cavité de la protéine. Les anticorps, connus pour établir de très fortes interactions avec leur antigène, se sont révélés être de bons candidats pour l'élaboration des métalloenzymes artificielles. Nous avons utilisé des anticorps 7A3 anti-œstradiol et réalisé la synthèse de différentes métalloporphyrines la 5,10,15-tris(4-N-méthylpyridiniumyl)-20-(4-(3'-O-amidomethyl-oxyoestradiol))phenylporphyrine de manganèse, 5,10,15-tris(4-sulfonatophényl )-20-(4-(3'-O-amidoxyméthyloestradiol)phényl)porphyrine de fer et de manganèse. Ensuite, nous avons utilisé deux mutants de la néocarzinostatine obtenus par évolution dirigée. De nouvelles métalloporphyrines conjuguées à la testostérone ont été synthétisées : 5,10,15-tris(4-sulfonatophényl)-20-(4-(3'-O-amidoxyméthyloestradiol)-phényl)porphyrine de fer et de manganèse. Après des études de l'interaction protéine-métalloporphyrine par spectroscopie UV-visible, ces nouvelles métalloenzymes ont conduit à des résultats intéressants concernant les réactions de sulfoxydation du thioanisole par le peroxyde d'hydrogène et d'époxydation du styrène par l'oxone®.

  • Titre traduit

    Conception and construction of artificiel metalloenzyme using Trojan horse strategy


  • Résumé

    The construction of artificial métalloenzymes has appeared to be one of the most promising strategies explored to induce stereoselectivity into chemical reactions. New metalloporphyrin-estradiol conjugates and testosterone conjugates have been synthesized and fully characterized, and have been further associated respectively to a monoclonal anti-estradiol antibody 7A3 and neocarzinostatin's mutants, to generate new artificial metalloenzymes following the so-called 'Trojan Horse' strategy. The spectroscopic characteristics and dissociation constants of these complexes were similar to those obtained for the artificial metalloproteins obtained by association of cationic metalloporphyrin-estradiol conjugates to 7A3. This demonstrates that the nature of the porphyrin substituents, anionic or cationic, had little influence on the association with the antibody that is mainly driven by the tight association of the estradiol anchor with the binding pocket of the antibody. These new biocatalysts appeared to have an interesting catalytic activity in oxidation reactions. The iron(III)-anionic-porphyrin-estradiol-antibody complexes and the iron(III)-anionic-porphyrin-testosterone-neocarzinostatine's mutants complexes were found able to catalyze the chemoselective and slightly enantioselective (ee = 10 % et 24 % à 40 % respectively) sulfoxidation of sulfides by H202. The Mn(III)-porphyrin-estradiol antibody complexes were found to catalyze the oxidation of styrene by KHSO5, the Mn(III)-cationic-porphyrin-estradiol-antibody complexes even showing the highest yields so far reported for the oxidation of styrene catalyzed by artificial metalloproteins.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 209-217

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)237
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