Synthèse et études de G-quadruplex contraints

par Alexandre Devaux

Projet de thèse en Chimie organique

Sous la direction de Eric Defrancq (edcsv) et de Thomas Lavergne.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Département de Chimie Moléculaire (laboratoire) et de I2BM - Ingéniérie et Intéractions Biomoléculaires (equipe de recherche) depuis le 02-01-2017 .


  • Résumé

    Le principal objectif de cette thèse est de développer de nouveaux outils chimiques pour obtenir un panel de topologies G-quadruplex prédéterminés c'est-à-dire dans laquelle l'équilibre entre les différentes conformations est exclue. Nous envisageons d'obtenir différentes topologies de G-quadruplex avec différentes orientations de brins et la présence de boucles, qui sera utilisé pour des études biologiques (à savoir la caractérisation des protéines liées et la production d'anticorps spécifiques). Afin de réduire l'hétérogénéité structurelle des G-quadruplex, un concept novateur qui consiste à contraindre les topologies accessibles d'une séquence G-quadruplex à une seule par une voie de synthèse originale a été développée. La stratégie est basée sur l'utilisation d'un peptide cyclique comme "template" rigide pour diriger l'ensemblage intramoléculaire des oligonucléotides ancrés vers une seule topologie de G-quadruplex. Pour obtenir un aperçu des spécificités structurelles de l'interaction G4-protéines ainsi que pour améliorer la probabilité d'obtenir des anticorps spécifiques, nous devons d'abord préparer un panel représentatif de topologies contrôlées et stabilisées de cibles G-quadruplex, y compris ceux avec différents types de boucles (latérale , en diagonale et "propeller"). Nous prévoyons d'utiliser différentes stratégies en partant des plus simples vers les systèmes les plus difficiles à assembler, en commençant par les constructions qui nécessitent trois ligations orthogonales et puis avec des systèmes impliquant quatre types de ligations orthogonales. La nature de la boucle sera prise en compte en commençant par le plus simple pour préparer des boucles latérales contenant des systèmes qui ne nécessitent que des modification en position 3' et 5' terminal d'oligonucléotides, puis avec des boucles pour lesquels les modifications internes des brins oligonucléotidiques sont nécessaires

  • Titre traduit

    Synthesis and studies of constrained G-quadruplex DNA and RNA


  • Résumé

    The main objective of the thesis is to develop new chemical tools to obtain a panel of predetermined single G-quadruplex topologies i.e. in which the equilibrium between different conformations is precluded. We envision obtaining different representative G-quadruplex topologies i.e. with different strands orientation and loops, which will be used for biological studies (i.e. characterization of bound proteins and production of specific antibodies) In order to reduce the G4 structural heterogeneity, an innovative concept that consists to constrain the accessible topologies of a G-quadruplex-forming sequence to a single one by an original synthetic route has been developed. The strategy is based on the use of a rigid cyclic peptide scaffold as a topological template for directing the intramolecular assembly of the anchored oligonucleotides into a single G-quadruplex topology. To get insight into the structural specifics of G4-protein interaction as well as to enhance the probability to obtain specific antibodies, we first need to prepare a representative panel of topologically controlled and stabilized G-quadruplex targets including those with different types of loops (lateral, diagonal and propeller). We plan to use different strategies from the least to the most challenging systems to assemble, starting with the constructs that require three orthogonal ligations and next with systems involving four types of orthogonal ligations. The nature of the loop will be taken into account starting with the easiest to prepare lateral loops containing systems, which only require 3', 5' terminal modification of oligonucleotides and then with propeller loops containing systems, for which internal modifications of oligonucleotide strands are needed.