La forme du site actif d'une enzyme est fondamentale: selon qu'elle est circulaire, cubique ou autre, elle permettra une transformation chimique différente. Cette spécificité, les scientifiques ont pu la reproduire sur une molécule cavitaire très courante, la cyclodextrine, en modifiant sa forme et, par conséquent, les produits de sa réaction. Une nouvelle méthode de ciblage des réactions chimiques qui ouvre de larges perspectives.
La cyclodextrine est une molécule cyclique naturelle composée de glucose et ayant la forme d'un cône tronqué formant une cavité dans laquelle des molécules peuvent venir se loger. Cette forme lui permet par exemple, dans un usage quotidien, d'encapsuler des molécules malodorantes, ou de solubiliser des médicaments. La cyclodextrine présente donc des similitudes structurales avec les enzymes de par sa cavité. Mais pas seulement.
En liant un atome métallique (carbène) au cœur de la cyclodextrine, les chercheurs de l'Institut parisien de chimie moléculaire (CNRS/UPMC/Sorbonne Université) ont réussi à déformer de manière contrôlée la cavité moléculaire: de circulaire, elle adopte de multiples autres formes ! Surtout, fait notable: comme pour les enzymes, ces changements de topographie influencent fortement les transformations chimiques induites par la cyclodextrine. Un peu à la façon d'une pâte à modeler qui, selon la forme qu'on lui donne, parvient à s'encastrer dans différentes structures.
Le modèle de l'enzyme offre ainsi un nouvel outil passionnant pour comprendre les mécanismes de spécificité des réactions chimiques. Un immense champ d'investigation s'ouvre à présent aux chercheurs pour explorer toutes les possibilités de ces catalyseurs.
Ces travaux font l'objet d'une publication dans la revue Chem.
Référence publication:
Pinglu Zhang, Coralie Tugny, Jorge Meijide Suárez, Maxime Guitet, Etienne Derat, Nicolas Vanthuyne, Yongmin Zhang, Olivia Bistri, Virginie Mouriès-Mansuy, Mickaël Ménand, Sylvain Roland, Louis Fensterbank & Matthieu Sollogoub
Artificial chiral metallo-pockets including a single metal serving as both structural probe and catalytic center
Chem 13 juillet 2017
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2017.05.009
Contacts chercheurs:
- Matthieu Sollogoub, Institut parisien de chimie moléculaire
- Louis Fensterbank, Institut parisien de chimie moléculaire