Analogues fluorescents de l'epicocconone et sondes pour le piégeage de produits naturels azaphiles.

Fluorescent analogs of epicocconone and probes for trapping azaphile natural products

• Auteur / Autrice : Samuel Oger
• Direction : Xavier Franck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 05/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Soizic Prado
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Joseph, Alain Burger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Électrophorèse

Marqueurs biologiques

Protéomique

Désaromatisation

Fluorescence

Mots clés libres

Azaphilones

Fluorescence

Absorption à deux photons

Sondes à produits naturels

Azaphilones

Fluorescence

Two-photon absorption

Natural product probes

Résumé

L’étude des phénomènes biologiques et notamment du rôle des protéines au sein d’un mécanisme cellulaire est un défi pour les biologistes. L’avènement de la microscopie de fluorescence à excitation biphotonique et des techniques « super-résolutives » a permis l’amélioration des performances des techniques de microscopie classiques et l’application l’imagerie in vivo pour l’analyse des tissus biologiques. Ces techniques requièrent cependant l’emploi de sondes aux propriétés photophysiques optimisées en complément de la spécificité vis-à-vis de la ou des cible(s) biologique(s). L’epicocconone, une molécule naturelle profluorescente de la famille des azaphilones, est employée en protéomique pour la détection des protéines sur gel d’électrophorèse. Ce composé a la faculté de réagir avec les amines des résidus lysine des protéines pour former un adduit covalent énaminone hautement fluorescent dans le proche infrarouge (610 nm) sous irradiation UV (395 nm) ou visible (520 nm). Différents analogues synthétisés au sein du laboratoire ont permis d’étudier la relation structure-fluorescence de ces composés capables de détecter non spécifiquement les protéines du milieu étudié. Afin d’améliorer la spécificité de ces molécules en vue d’applications en imagerie, la synthèse de sondes polyfonctionnelles, via une réaction de cycloaddition 1,3 dipolaire azoture-alcyne catalysée au cuivre, associant un analogue de l’epicocconone à un agent de reconnaissance possédant une affinité particulière pour une cible biologique a été étudiée. La synthèse d’analogues de l’epicocconone optimisés pour l’absorption biphotonique a également été réalisée lors de cette thèse. Les propriétés optiques linéaires et non linéaires de ces composés ont été étudiées afin de sélectionner le meilleur composé pour des applications en imagerie par microscopie de fluorescence à excitation biphotonique. Enfin, la réactivité particulière des azaphilones a servi de point de départ au développement d’une stratégie d’identification et d’isolement de nouvelles molécules naturelles azaphiles grâce à l’utilisation de sondes à produits naturels capables de cibler spécifiquement ce type de composés.

Understanding biological processes that involve proteins is a challenge for biologists. Two-photon excitation and super-resolution microscopy have improved drastically bioimaging techniques allowing in vivo deep tissue analysis. However those techniques require the use of optimized and selective fluorescent probes. Epicocconone is a natural profluorescent azaphilone widely used in proteomics for detecting proteins on electrophoresis gels. This compound can react reversibly with primary amines from lysines forming a covalent enaminone adduct that emits near infrared fluorescence light (610 nm) upon UV (395 nm) or visible (520 nm) excitation. Different analogues, that non-selectively bind to proteins, were previously synthesized in order to understand the structure-fluorescence relationship. The synthesis of polyfunctionnal probes was studied using copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition to connect the epicocconone scaffold to a recognition moiety, which can specifically recognise one biological target. New analogues optimized for two-photon absorption were synthesized. Their linear and non-linear optical properties were determined to select the most suitable molecule for two-photon excitation microscopy.In a last part, the particular reactivity of azaphilones was also regarded as a useful strategy for designing probes which could react specifically with azaphilic natural products in order to identify and isolate new ones