Quelques ''bonnes réactions'' de chimie organique pour élucider les mécanismes d'action de produits naturels actifs : application à la squamocine, une acétogenine des annonaceae

A few ''good reactions'' of organic chemistry to elucidate the mechanisms of action of natural products : application to squamocin, an acetogenin of annonaceae

• Auteur / Autrice : Séverine Derbré
• Direction : Erwan Poupon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté de pharmacie (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine)

Mots clés

Mots clés libres

Acétogenine

Annonaceae

Chimie clic

Fluorochrome

Protéomique

Réaction de decarboxylation radicalaire et addition sur quinone

Apoptose

Calixarenes

Résumé

Afin de mieux comprendre les mécanismes d'action des acétogénines des Annonaceae cytotoxiques, la synthèse d'analogues structuraux et de sondes dérivées de la squamocine a été envisagée. La réaction de DRAQ a conduit à l'hémisynthèse d'une chimiothèque d'analogues quinoniques de squamocine dont les activités pro-apoptotiques et inhibitrices du complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale ont été évaluées. Aucun lien clair entre l'inhibition de cette enzyme supposée responsable de l'activité des acétogénines et l'induction de l'apoptose n'a pu être établi. La squamoquinone s'est avéré un meilleur inducteur de l'apoptose que la squamocine. Cette apoptose est mitochondriale et caspases-dépendante. La réaction de cycloaddition 1. 3-dipolaire de Huisgen catalysée par le cuivre (I) a permis la synthèse des premières sondes fluorescentes. Par microscopie , les mitochondries ont été identifiées comme les principales cibles. Le couplage de cette réaction au concept ABPP et aux techniques de protéomique, nous ont permis d'identifier six protéines cibles. Pour étudier le comportement supramoléculaire des acétogénines, la squamocine a été greffée sur des châssis p-tert-butylcalixarène et phloroglucinol par cette réaction de chimie ''clic''. La comparaison de la structure de deux diastéréoisomères de chamuvarinine, obtenus par hémisynthèse à partir de la squamocine, à celle de la chamuvarinine naturelle a conduit à réfuter l'hypothèse d'un lien biosynthétique entre les deux acétogénines.

Radical decarboxylation and quinone addition reaction allowed us to obtain a library of squamocin quinonic analogues. We evaluated both pro-apoptotic potential and mitochondrial complex I inihibition, supposed to be responsible for acetogenins activity. No clear link between the enzyme inhibition and apoptosis induction appeared, suggesting the possible existence of other biological targets. Squamoquinone, ten times more potent than squamocin as an apoptotic inducer, emerged as a promising compound, as it induces apoptosis through a mitochondrial caspase-dependent pathway. Huisgen type 1,3-dipolar cycloaddition, catalysed by copper (I) led to the first fluorescent acetogenins. Mitochondria were identified as their major targets by confocal microscopy. We also studied the kinetics of cell penetration. The association of this ''click chemistry'' reaction both with the activity-based protein profiling (ABPP) concept and classical proteomic methods, allowed us to poiny out five proteins as targets of our fluorescent probes. Those proteins are currently under identification by mass spectrometry. This observation confirmed the hypothesis of a more comlex mechanism of action for acetogenins than the one initially describes. Aiming at understanding the particular supramolecular behaviour of acetogenins of Annonaceae, squamocin was branched onto p-tert-butylcalixarene and phloroglucinol scaffolds, using the same ''click chemistry'' reaction. We also obtained two diastereoismers of chamuvarinin from squamocin, using biomimetic synthesis. The comparison of their spectral data with natural chamuvarinin led to rule out a biosynthetic link between both acetogenins.