Développement de nouvelles méthodes de conjugaisons régiosélectives et chimiosélectives pour la modification de protéines natives

Development of novel bioconjugation methods for the regio- and chemoselective modification of native proteins

• Auteur / Autrice : Ilias Koutsopetras
• Direction : Guilhem Chaubet, Alain Wagner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie biologique et thérapeutique
• Date : Soutenance le 07/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chémo-biologie synthétique et thérapeutique (Strasbourg ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Sarah Cianférani-Sanglier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nina Hartrampf, Pedro Gois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines

Réactions multicomposants

Iode hypervalent

Médicaments

Anticorps

Mots clés libres

Anticorps

Anticalines

Bioconjugaison

Délivrance de médicaments

Iodes hypervalents

Puridazinediones

Réactions multicomposants

Modifications de protéines

Antibodies

Anticalins

Bioconjugation

Drug-delivery

Hypervalent iodines

Pyridazinediones

Multicomponent reactions

Protein modifications

Résumé

Au cours des dernières décennies, la modification des protéines par le biais de stratégies chimiosélectives et site-sélectives a ouvert une nouvelle ère d'applications thérapeutiques, donnant lieu à des études intensives. L'ingénierie des protéines est une technique prometteuse pour fournir un marquage sélectif sur les protéines, mais elle est coûteuse ou conduit à l'agrégation en raison de changements dans la séquence des acides aminés. Ainsi, la fonctionnalisation contrôlée par modification chimique de diverses chaînes latérales d'acides aminés de protéines natives est apparue comme une stratégie alternative, à laquelle ce travail a été consacré. La première partie décrit l'étude des propriétés de déconjugaison des dérivés non-bromés de la pyridazinedione liés de manière covalente aux cystéines des protéines natives. La deuxième partie est consacrée au développement d'une méthode extensive afin d'affiner une molécule d'iode hypervalent (III) multifonctionnelle pour agir en tant qu'agent de pontage entre cystéines et cystéines. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, un autre projet de méthodologie est illustré pour la conjugaison sélective de l'extrémité N-terminale de protéines natives en utilisant une réaction multicomposants d'Ugi.

Over the past decades, protein modification via chemo- and site-selective strategies has emerged a new era on therapeutic applications giving breeding ground of intensive studies. Protein engineering is a promising technique to provide site-selective labelling on proteins, but with the expense of being costly, or lead to aggregation arising from changes in their amino acids sequence. Thus, the controlled functionalization via chemical modification of various amino acid side chains of native proteins has emerged as an alternative strategy, on which this work was devoted. The first part describes the investigation of deconjugation properties of non-brominated pyridazinedione derivatives covalently linked with cysteines of native proteins. The second part is dedicated to an extensive method development in order to fine tune a multifunctional hypervalent iodine (III) molecule to act as a cysteine-cysteine rebridging agent. Finally, at the last part of this thesis another methodology project is illustrated for the site-selective conjugation of native proteins’ N-terminal by employing an Ugi multicomponent reaction.