Communiqué de presse

Analogues structuraux de l'ADN et de la Gramicidine
Interconversion de simples et doubles hélices formées par des brins moléculaires synthétiques.

Paris, le 12 octobre 2000

 
Deux équipes de chercheurs1 de l'Institut de science et ingénierie supramoléculaires (ISIS/ CNRS-Université de Strasbourg 1) et de l'Institut européen de chimie et biologie (IECB/CNRS-Université de Bordeaux 1) ont découvert une nouvelle famille de brins moléculaires synthétiques qui se structurent spontanément en simples hélices et s'associent pour donner des doubles hélices dans le solide et en solution. Dans la nature, la structure en double hélice est directement associée à la réalisation de fonctions spécifiques comme le stockage de l'information génétique pour l'ADN, ou la fonction de canal ionique membranaire pour la gramicidine. Les analogues structuraux de l'ADN et de la gramicidine nouvellement mis à jour pourraient permettre de mimer les fonctions de ces biomolécules dans des modèles de synthèse. Ces résultats de recherche sont publiés dans Nature, le 12 octobre 2000.

Alors que les polymères et oligomères naturels et artificiels adoptent fréquemment des conformations en simple hélice, l'enroulement de brins moléculaires pour former une double hélice stabilisée par des interactions directes entre les brins n'a été que rarement observé. Les deux principaux motifs structuraux conduisant à l'enroulement de deux brins en double hélice sont d'origine naturelle. Il s'agit d'une part de l'appariement bien connu des bases nucléotidiques qui stabilisent les doubles hélices de l'ADN et de l'ARN, et d'autre part de la formation par liaisons hydrogènes de dimères d'un peptide d'origine bactérienne - la Gramicidine D - composé curieusement d'acides aminés de configuration D et L alternées. A ces deux motifs d'appariement, il convient d'ajouter ceux conduisant au faible enroulement en double hélice de certaines protéines fibreuses, comme la kératine et le collagène.
D'autres brins moléculaires de synthèse formant des doubles hélices ont déjà été identifiés antérieurement. Certains systèmes sont construits sur la base des motifs d'appariement connus de l'ADN et de la Gramicidine. D'autres systèmes, qui mettent en jeu la coordination de métaux de transition à des ligands organiques, n'opèrent pas par une reconnaissance et un appariement vrais des deux brins.

Les deux équipes de chercheurs de l'Institut de science et ingénierie supramoléculaires (ISIS) et de l'Institut européen de chimie et biologie (IECB) ont, quant à elles, synthétisé une nouvelle famille de brins moléculaires . Elles ont réalisé un mime structural de la Gramicidine et de l'ADN qui peut aider à la compréhension des mécanismes conduisant à la formation de la double hélice dans ces deux composés. De tels analogues structuraux pourraient conduire à la conception de systèmes de synthèse qui fonctionnent comme les systèmes naturels.

Référence : Interconversion of single and double helices formed from synthetic molecular strands, Volker Berl, Ivan Huc, Richard G. Khoury, Michael J.Krische & Jean-Marie Lehn (Prix Nobel de Chimie en 1987), Nature, 12 octobre.

 
Structure en simple hélice dans le solide (à l'état cristallin) d'un brin moléculaire synthétique comportant sept noyaux aromatiques.
 
Structure en double hélice dans le solide (dans un autre cristal) du même brin moléculaire synthétique. (Le pas de la double hélice est deux fois plus grand que celui de la simple hélice. Les deux brins de la double hélice ont une structure identique).

 
Représentation schématique de l'interconversion de deux simples hélices et d'une double hélice telle qu'elle est observée en solution.

 

1 Volker Berl, Ivan Huc, Richard G. Khoury, Michael J.Krische & Jean-Marie Lehn

Contact chercheur :
Ivan Huc
Institut européen de chimie et biologie (IECB / CNRS - Université de Bordeaux 1)
Tél : 05 57 96 22 29
Mél : i.huc@iecb-polytechnique.u-bordeaux.fr

Contact Département sciences chimiques :
Laurence Mordenti
Tél : 01 44 96 41 09
Mél : laurence.mordenti@cnrs-dir.fr

Contact presse :
Carine Noël
Tél : 01 44 96 46 06
Mél : carine.noel@cnrs-dir.fr