Vers le développement d’outils diagnostiques et thérapeutiques contre la leishmaniose. Approches régiosélectives et chimio-enzymatiques pour la synthèse d’oligosaccharides leishmaniens

Towards the development of diagnostic and therapeutic tools against leishmaniasis. Regioselective and chemo-enzymatic approaches for leishmania oligosaccharide synthesis

• Auteur / Autrice : Yari Cabezas
• Direction : Vincent Ferrières, Franck Daligault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutagenèse

Glycosidases

Glycosylation

Leishmania

Mots clés libres

Transglycosylation

Galactofuranosides

α-L-arabinofuranosidase

Résumé

Les leishmanioses affectent chaque année près de 2 millions de personnes dans le monde. Une cible d’intérêt a été découverte dans le glycocalyx du parasite : le LPG, qui semble jouer un rôle important pour sa survie, sa virulence et dans les interactions hôte-parasite. Il est à noter que cet oligosaccharide possède des unités β-D-Galf, motif totalement absent chez les mammifères. Ainsi, la synthèse de mimes du LPG contenant des motifs Galf pourrait conduire à la fabrication de sondes diagnostiques spécifiques au parasite, mais aussi à l’émergence de nouveaux traitements. Au cours de ce travail, la synthèse du fragment β-Galf-(1→3)-α- Manp, présent dans le LPG, a été réalisée. Pour cela, deux approches, l’une chimique et l’autre chimio-enzymatique ont été étudiées. La méthode chimique mise au point a consisté en une optimisation de la régiosélectivité d’une réaction de glycosylation à partir de sucres partiellement protégés. L’utilisation d’un dérivé diarylborinique a conduit à une galactofuranosylation régiosélective avec le 3-OH d’un mannoside protégé uniquement en position 6 avec des rendements intéressants. Deuxièmement, nous avons travaillé avec une glycosidase, l’α-Larabinofuranosidase, issue de Clostridium thermocellum (CtAraf51). Cette enzyme présente une grande versatilité et reconnaît les dérivés de β-D-Galf comme donneurs. Toutefois, elle présente des inconvénients (hydrolyse, autocondensation du donneur, manque de régiosélectivité) qui nous ont mené à réaliser de l’évolution dirigée. Grâce à cette technique, nous avons identifié de nouveaux biocatalyseurs dont l’activité de transglycosylation a été de 1,3 à 9 fois plus importante que l’enzyme sauvage.

Each year, leishmaniases affect nearly 2 million people worldwide. An interesting target was found within the parasite glycocalyx: the LPG, appears to play important roles in the parasite-host interactions, in parasite survival and virulence. It is noteworthy that this oligosaccharide is characterized by the presence of a β-D-Galf moiety, which is xenobiotic to mammals. Thus, the synthesis of LPG-like Galf-containing oligosaccharides could provide templates for the design of specific diagnostic probes, as well as for the investigation of new treatments. The synthesis of the β-Galf-(1→3)-α-Manp fragment, found in the LPG, was then explored. A regioselective chemical approach and a chemo-enzymatic route were assessed. The chemical approach relied in the optimization of a regioselective glycosylation reaction starting from partially protected sugars. The use of a diarylborinic derivative, which conveys the reaction regioselectivity towards the 3-OH of a 6-O-monoprotected mannoside acceptor, allowed efficient galactofuranosylation. Concerning the chemo-enzymatic approach, this work focused on the use of a glycosidase, an α-L-arabinofuranosidase from Clostridium thermocellum (CtAraf51), which has a great versatility and recognizes β-D-Galf derivatives as donors. However, the major drawbacks of this enzyme (hydrolysis, donor autocondensation and a lack of regioselectivity), urged us to perform directed evolution. Thanks to this technique, we identified some mutants that displayed a transglycosylation activity from 1,3- to 9-fold higher in comparison with the wild-type enzyme.