Conception et synthèse de mimes d'enzymes à l'aide de foldamères

par Stefani Gamboa

Projet de thèse en Chimie Organique

Sous la direction de Gilles Guichard.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences Chimiques , en partenariat avec Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux) (laboratoire) et de Chimie peptidomimétique (equipe de recherche) depuis le 28-09-2018 .


  • Résumé

    Les biomolécules, telles que les protéines et les acides nucléiques, possèdent des propriétés uniques au sein de systèmes biologiques dues en grande partie à leur capacité à adopter des structures tridimensionnelles bien définies. Concevoir des systèmes enzymatiques artificiels afin de mimer des procédés biologiques et d'accéder à des biocatalyseurs performants et innovants représente un défi actuel majeur. Les foldamères, oligomères synthétiques adoptant une structure stable et bien définie en solution, possèdent le potentiel pour des avancées significatives dans le domaine. Notre équipe s'est intéressée depuis plusieurs années aux foldamères de type oligourée aliphatique, dont les voies de synthèse et la structuration en hélice ont été bien établies. La compatibilité remarquable des oligourées avec les α–peptides a récemment permis de mettre en évidence le potentiel de composés chimériques résultant de la fusion de ces deux squelettes. Nous souhaiterions maintenant créer des architectures synthétiques plus complexes, capables de mimer des enzymes à partir d'assemblages supramoléculaires de chimères peptide-oligourée hydrosolubles. Les objectifs principaux de cette thèse seront ainsi le développement de nouvelles méthodologies de synthèse d'hélices chimères permettant de fonctionnaliser la cavité hydrophobe d'assemblages supramoléculaires, puis l'étude de leur stabilité structurale et de l'activité catalytique résultante.

  • Titre traduit

    Design and synthesis of foldamer-based enzyme mimetics


  • Résumé

    In Nature, folding and function of biopolymers, such as proteins or nucleic acids, are two closely related notions that lead to an impressive variety of biological processes to occur. These highly compact and stable specific conformations allow biopolymers to display an optimal tridimensional arrangements of their functional groups inside the active site and thus complex chemical transformations to be performed. Mimicking biomimetic processes have been a long-standing goal of the scientific community. In particular, the conception of artificial enzymatic systems that would lead to efficient and new biocatalysts is one major challenge. Nature uses a limited number of building blocks, with only 20 different amino-acids to build proteins, while synthetic chemistry allows the access to a broader range of molecular structures and thus the possibility to expand the biological function associated with these polymers. Non-biological synthetic folded oligomers (i.e. “foldamers” ) have thus the potential for breakthrough in this direction. However, attempts to reproduce enzymatic activities have remained limited thus far. This PhD project aims to engineer de novo enzyme-like architectures using supramolecular assemblies of water-soluble peptide-oligourea chimera. Indeed, our group has pioneered the development and the structural characterization of aliphatic oligoureas as a new class of peptidomimetics during the last decade. The remarkable compatibility of their backbones with α-peptides has been recently demonstrated, highlighting thus the potential of interfacing natural peptides and urea-based backbones to create chimeric structures. he main objectives of this project will be the synthesis of functionalized chimeric helices and the study of the molecular recognition processes that are involved in the quaternary assemblies, then to exploit the potential of foldamer subunit for catalysis.