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Synthèse Totale de Protéines : Développement d'Outils Innovants pour la Ligation Native de Fragments Peptidiques. – SynProt

Résumé de soumission

La synthèse chimique de protéines a été rendue possible grâce au développement de la réaction de Ligation Chimique Native (NCL) par Kent et ses collaborateurs au début des années 90. Le principe de cette méthode est la réaction régio- et chimio-sélective d'un peptide thioester avec un peptide flanqué d'un résidu cystéine à son N-terminus. Ceci a permis la synthèse de protéines modifiées (glycoprotéines, phosphorylation) ainsi que des protéines cytotoxiques ou hydrophobes qu'il était jusqu'ici impossible de produire par biologie moléculaire. Toutefois, l'applicabilité de la NCL est restreinte aux protéines contenant un résidu cystéine, qui participe à la réaction en tant que partenaire nucléophile en induisant un échange dynamique de thioester préliminaire à la formation de la liaison amide. Ceci réduit le champ d'application de cette méthodologie aux rares protéines contenant des résidus cystéine répartis harmonieusement le long de la chaîne peptidique. Dans le but de dépasser ces limites actuelles, de nombreuses stratégies sont actuellement en cours d'exploration par quelques groupes, leader mondiaux incontestés basés aux Etats Unis, mais aussi au Royaume Uni et en Allemagne (les équipes françaises sont quasiment virtuellement absentes de cette discipline en émergence). Le but de mon projet et de lever le verrou technologique principal de la NCL classique, conséquence de l'étape initiale d'échange de thioester lent et réversible. Afin d'explorer des procédés innovants de ligation native dont la réaction permettant de rapprocher deux fragments peptidiques sera rapide et irréversible, deux concepts radicalement différents seront explorés : La « ligation triazole native » (TCL) et une méthode plus universelle basée sur une organocatalyse par un dérivé de la 4-diméthylaminopyridine (DMAP-NL). Si la première méthodologie utilise l'exceptionnelle régio- et chimio-sélectivité de la cycloaddition d'alcynes avec des azotures catalysée par le cuivre (CuAAC), pour assister le processus de ligation native, la deuxième est un concept totalement nouveau. Les avancées majeures que permettront l'exploration de la TCL et la DMAP-NL seront étendues à des stratégies de multi-ligation qui sont indispensables pour pouvoir accéder à des protéines contenant plus de 60 à 100 acides aminés. L'application biologique finale de ce projet concerneront la production de la microcine J25 (MccJ25), un nouveau peptide anti-microbien dont la production par voie recombinante est extrêmement délicate du fait de sa topologie de type [1]rotaxane. A long terme, ce projet permettra la synthèse de Mccj25 modifiées, outils chimiques cruciaux pour pouvoir comprendre les bases moléculaires de la maturation biochimique de ce peptide-lasso naturel.

Coordination du projet

Vincent AUCAGNE (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 185 500 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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