Chimie prébiotique : synthèse et réactivité d’aminoacides sulfurés à l’origine de la vie

Prebiotic chemistry : synthesis and reactivity of sulfur amino acids at the origin of life

• Auteur / Autrice : Sparta Youssef Saliba
• Direction : Yannick Vallée
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 02/12/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe de recherche Synthèse et réactivité en chimie organique (Grenoble)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de chimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Anne Milet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yannick Vallée
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Lambert, Michele Fiore

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptides

Molécules aimants

Homocystéine

Cystéine

Origine de la vie

Mots clés libres

Apparition de la vie

Cystéine

Thiolactone de l'homocystéine

Smm

Chimie prébiotique

Peptides

Appearance of Life

Cysteine

Homocysteine Thiolactone

Smm

Prebiotic Chemistry

Peptides

Résumé

La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.

The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.