Le positionnement moléculaire précis de fonctions « sucrées » comme le mannose, le galactose et la N-acétylglucosamine joue un rôle très important dans la nature, notamment dans les phénomènes de reconnaissance moléculaire et d’adhésion cellulaire. Ces phénomènes, et notamment la reconnaissance moléculaire des sucres par des protéines complémentaires (les lectines) sont de plus en plus utilisés de nos jours dans des applications en biotechnologie et nanotechnologie (diagnostics, bio-puces etc…). Cependant, l’agencement précis de fonctions sucrées sur des matériaux synthétiques reste un challenge scientifique. Il est possible d’immobiliser des sucres sur des surfaces planes (dans le cas des bio-puces par exemple) mais par sur des objets aussi petits que des chaînes de polymère comme le polystyrène. Il existe depuis assez longtemps des polymères synthétiques fonctionnalisés par des sucres appelés « glycopolymères ». Cependant, ces polymères sont en général préparés à l’aide de méthodes de polymérisation classiques et ont donc des structures moléculaires assez simples. En particulier, lorsque plusieurs sucres sont utilisés, ils sont dans la plupart des cas distribués de manière aléatoire sur les chaînes. Les chercheurs sont parvenus à contourner ce problème. Ils viennent de mettre au point une technique de polymérisation contrôlée qui permet de « placer » des fonctions réactives à des endroits précis des chaînes polymères. Par la suite, ces zones ont été fonctionnalisées par différents sucres en utilisant des chimies sélectives (c.à.d. deprotections successives de groupes protecteurs). Au final, les sucres sont donc agencés dans un ordre précis sur les chaînes polymères. Ces systèmes sont des versions synthétiques simplifiées des glycoprotéines ou des surfaces cellulaires (glycocalix) utilisées dans de nombreux processus biologiques, chaque zone sucrée étant « reconnue » par sa lectine spécifique. La reconnaissance moléculaire locale d’objets aussi petits que des chaînes uniques de polymère est donc désormais possible. Même si ces macromolécules n’ont pas encore le même degré de perfection que leurs homologues naturels, leur modulabilité (i.e. la densité et le nombre de sucres par chaîne, leurs emplacements ou simplement le contrôle de l’ordre de ceux-ci sur la chaîne) marque une grande avancée dans la synthèse de tels systèmes. De surcroît, ces polymères sont construits sur des chaînes de polystyrène, matériau biocompatible, bio-inerte, et pouvant être synthétisé en grande quantité. On peut maintenant envisager de nombreuses applications pour ces systèmes comme le piégeage de virus, de toxines bactériennes ou la réalisation de diagnostics moléculaires.

© Jean-François Lutz

Référence

Nathalie Baradel, Sébastien Fort, Sami Halila, Nezha Badi, and Jean-François Lutz
Synthesis of Single-chain Sugar-arrays
Angewandte Chemie 23 janvier 2013, DOI : 10.1002/anie.201209052

Source : CNRS / En direct des laboratoires

Contact chercheur : Jean-François Lutz / Institut Charles Sadron (Strasbourg)

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