Glucosinolates - myrosinase : synthèse de substrats naturels et artificiels, inhibiteurs et produits de transformation enzymatique

Glucosinolates - myrosinase : synthesis of natural and artificial substrates, inhibitors and products of transformation

• Auteur / Autrice : Deimante Cerniauskaite
• Direction : Arnaud Tatibouët, Agirdas Sackus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 08/10/2010
• Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec Université de technologie (Kaunas, Lituanie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie organique et analytique (Orléans ; 1995-2011)
• Jury : Président / Présidente : Zigmuntas-Jonas Beresnevicius
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Zigmuntas-Jonas Beresnevicius, Sébastien Vidal, Vytautas Mickevicius, Sylvain Routier, Vytautas Getautis, Vytas Martiynaitis, Cyril Rousseau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Vidal, Vytautas Mickevicius

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs

Mots clés libres

Glucosinolates

Myrosinase

Synthèse des glucosinolates

Glucosinolates

Myrosinase

Synthesis of glucosinolates

Résumé

Les glucosinolates sont des composés thio-b-D-glucopyranosiques anioniques de structure originale présentsdans de nombreux végétaux, essentiellement dans la famille des crucifères. Les glucosinolates sont hydrolysés parune enzyme appelée myrosinase (thioglucoside glucohydrolase E.C. 3.2.3.147.) Le système myrosinase-glucosinolate est un couple enzyme-substrat que nous avons cherché à mieux comprendre et développer. Aussi l’inefficacité des méthodes classiques envers certaines molécules hétéroaromatiques et la quantité restreinte de recherches effectuées sur ce sujet nous a encouragé à vouloir développer de nouvelles voies de synthèse de glucosinolates. Les nouveaux analogues de glucosinolates avec un aglycone modifié ont été synthétisés. Un analogue hétéroaromatique soumis en test a été reconnu et hydrolysé par la myrosinase. En cette façon, une indépendance du mécanisme de reconnaissance par la myrosinase de la taille d’aglycone a été démontrée. Certains de nouveaux analogues avec un aglycone modifié, obtenus en remplaçant le thioglucose par un groupement thioéthyle, ont montré très bonne activité inhibitrice envers myrosinase. Les produits principaux de la dégradation enzymatique - des isothiocyanates et leurs thioadduits correspondants au glucosinolates obtenus auparavant ont été synthétisés. Les tests contre Plasmodium falciparum, le parasite causant le paludisme, ont montré une activité antipaludéenne de ces isothiocyanates du même rang qu’un des médicaments actuellement très largement utilisées. Une méthode de la synthèse des glucosinolates complètement nouvelle, efficace et simple a été mise au point. Cella ouvre de nouvelles possibilités pour la synthèse des glucosinolates sensibles aux conditions habituelles de la synthèse. Cette nouvelle méthode a été aussi appliquée à la synthèse des promettants et très peu étudiés. Egalement, une nouvelle voie d’approche aux glucosinolates thiofunctionalisés a été développée avec succès.

Glucosinolates are anionic thiosaccharidic compounds mainly found in plants of the family Cruciferacea, which may be hydrolysed by myrosinase (thioglucoside glucohydrolase E.C. 3.2.3.1.). Myrosinase-glucosinolate system is a pair enzyme-substrate that we have sought to better understand and develop. Also the inefficiency of traditional methods for certain heteroaromatic molecules and the limited amount of research on this topic encouraged us to try to develop new synthetic pathways for glucosinolates. The new analogs of glucosinolates with a modified aglycone were synthesized.One heteroaromatic analogue submitted to the test was recognized and hydrolyzed by myrosinase. In this way, a mechanism of recognition by myrosinase independent of aglycon size has been demonstrated. Some new analogues with modified aglycon, obtained by replacing thioglucose by a thioethyl moiety showed very good inhibitory activity against myrosinase. The main products of enzymatic degradation of glucosinolates obtained previously - isothiocyanates and their corresponding thioadducts were synthesized. The tests against Plasmodium falciparum, the parasite causing malaria, showed antimalarial activity of these isothiocyanates of the same rank as drugs currently in wide use. A method for the synthesis of glucosinolates completely new, efficient and simple has been developed. That opens new possibilities for the synthesis of glucosinolates sensitive to usual conditions of the synthesis. This new method was also applied to the synthesis of N-oxides thioimidate - promising and little-known compounds. Also, a new way to approach glucosinolates with an external thiofunction has been successfully developed.