Synthèse de nouveaux glycooligonucléotides et glycoclusters : étude de leurs affinités avec les lectines I et II de Pseudomonas aeruginosa et la lectine de Burkholderia ambifaria

Synthesis of new glycooligonucleotides and glycoclusters : studies of their interaction towards lectins I and II of Pseudomonas aeruginosa and lectin of Burkholderia ambifaria

• Auteur / Autrice : Caroline Ligeour
• Direction : François Morvan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie moléculaire
• Date : Soutenance le 20/12/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Biomolécules Max Mousseron (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Anne Imberty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Morvan, Anne Imberty, Matthieu Sollogoub, Carole Chaix, Yann Chevolot, Jean-Jacques Vasseur
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthieu Sollogoub, Carole Chaix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie click

Burkholderia

Pseudomonas aeruginosa

Lectines

Oligonucléotides

Mots clés libres

Glycooligonucléotides

Glycoclusters

Adn

Click chemistry

Multivalence

Interactions carbohydrate-Lectine

Glycooligonucleotides

Glycoclusters

Adn

Click chemistry

Multivalency

Carbohydrate-Lectin interactions

Résumé

Les interactions sucre-lectine jouent un rôle très important dans de nombreux processus biologiques comme les infections par des virus ou des bactéries. Toutefois, ces interactions étant faibles, la présentation de manière multivalente des résidus saccharidiques est nécessaire pour obtenir une augmentation significative des constantes d'association. Une technique basée sur l'utilisation de glycooligonucléotides et d'une puce à ADN utilisée comme plateforme d'ancrage a permis d'étudier l'affinité d'un grand nombre de composés envers les lectines PA-IL et PA-IIL de Pseudomonas aeruginosa et la lectine BambL de Burkholderia ambifaria. Les glycooligonucléotides ont été synthétisés, à partir de blocs de construction synthétisés en aval, en utilisant la chimie des acides nucléiques supportée et automatisée (phosphoramidites et H-phosphonate) ainsi que des réactions de « click chemistry » (la cycloaddition 1,3-dipolaire catalysée par le cuivre (I) ou le couplage thiol par addition de type Michael ou par substitution nucléophile d'un dérivé bromoacetamide).Les glycoclusters ayant montrés une bonne affinité envers les lectines cibles ont été sélectionnés et resynthétisés en solution sans l'étiquette ADN à l'échelle de la centaine de milligrammes. Les glycoclusters ainsi synthétisés en deux ou trois étapes avec une seule purification ont pu être évalués par quatre techniques d'analyse des interactions (HIA, ELLA, SPR et ITC) en présence des lectines PA-IL, PA-IIL et BambL. Nous avons trouvé un tétragalactocluster et un tétrafucocluster possédant une forte affinité envers la lectine PA-IL et BambL respectivement avec des valeurs de Kd de 157 nM et 43 nM.

Carbohydrate-lectin interactions play a key role in various biological processes such as infection by viruses or bacteria. As these interactions are weak, the multivalent association of carbohydrate is necessary to increase the binding constant. We used glycooligonucleotide and DNA chip to study the affinity of diverse compounds to PA-IL and PA-IIL lectins of Pseudomonas aeruginosa and Bambl lectin of Burkholderia ambifaria. Glycooligonucleotides were synthesized with previously prepared building blocks, using automated supported nucleic acid chemistry (phosphoramidites and H-phosphonate) and “Click chemistry” (copper (I) catalyzed 1,3-dipolar cycloaddition, thiol coupling by Michael addition and nucleophilic substitution of bromoacetamide derivative).Glycoclusters showing the better affinities toward the lectins have been synthesized to a hundred milligrams scale in solution without the DNA tag. The synthesis processes in two or three steps and only one final purification. Their interactions with the lectins PA-IL, PA-IIL and BambL were studied by several assays (HIA, ELLA, SPR and ITC). A tetragalactocluster and a tetrafucocluster showed high affinity toward respectively the lectin PA-IL (Kd = 157 nM) and the lectin BambL (Kd = 43 nM).