Conception et synthèse de mimétiques enzymatiques à base de foldamères

Design and synthesis of foldamer-based enzyme mimetics

• Auteur / Autrice : Jiao Wang
• Direction : Gilles Guichard, Morgane Pasco
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Inscription en doctorat le 21/09/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Chimie peptidomimétique

Mots clés

Mots clés libres

Foldamere

Catalyse

Auto-assemblage

Oligourée

Enzyme artificielle

Foldamer

Cataysis

Self-assembly

Oligourea

Artificial enzyme

Résumé

Concevoir des systèmes enzymatiques artificiels afin de mimer des procédés biologiques et d'accéder à des biocatalyseurs performants et innovants représente un défi actuel majeur. Les foldamères, oligomères synthétiques adoptant une structure stable et bien définie en solution, possèdent le potentiel pour des avancées significatives dans le domaine. Notre équipe s'est intéressée depuis plusieurs années aux foldamères de type oligourée aliphatique, dont les voies de synthèse et la structuration en hélice ont été bien établies. La compatibilité remarquable des oligourées avec les α–peptides a récemment permis de mettre en évidence le potentiel de composés chimériques résultant de la fusion de ces deux squelettes. Nous souhaiterions maintenant créer des architectures synthétiques plus complexes, capables de mimer des enzymes à partir d'assemblages supramoléculaires de chimères peptide-oligourée hydrosolubles. Les objectifs principaux de cette thèse seront ainsi le développement de nouvelles méthodologies de synthèse d'hélices chimères permettant de fonctionnaliser la cavité hydrophobe d'assemblages supramoléculaires, puis l'étude de leur stabilité structurale et de l'activité catalytique résultante.

The design of bioinspired architectures to create innovative and functional nano(bio)systems in aqueous media has been a long-standing goal of the scientific community. Access to artificial enzymatic systems that would lead to efficient and new biocatalysts is of particular interest. Synthetic sequence-specific folded oligomers (also called “foldamers” ) possess interesting features to create self-assembled protein-like frameworks, with topologies similar to and beyond those of natural polypeptides. The ability of some foldamer backbones to form predictable and well-defined secondary structures, with helical folding properties being independent from the nature of the side-chain used (i.e. primary sequence), should facilitate morphological control at the nano-scale while displaying the desired functionalities. However, attempts to reproduce enzymatic activities using foldamer chemistry have remained limited thus far. Our group has pioneered the development and the structural characterization of aliphatic oligoureas as a new class of peptidomimetic foldamers during the last decade. The remarkable compatibility of their backbones with alpha-peptides has been recently demonstrated, highlighting thus the potential of interfacing natural peptides and urea-based backbones to create chimeric structures . Thus this PhD project aims to engineer de novo enzyme-like architectures using supramolecular assemblies of water-soluble peptide-oligourea chimera.