Outils basés sur la chimie de coordination pour l’étude du rôle biologique d’H2S. – CoordH2S

Les outils proposés sont basés sur la chimie de coordination

2 sondes fluorescentes fonctionnant en milieu aqueux tamponné ont été synthetisées et étudiées. Bien que produisant une forte augmentation de la fluorescence en présence de sulfure d'hydrogène, elle manque de sélectivité par rapport aux thiols.
Deux complexes capables de libérer H2S en solution sont à l'étude.
Le premier complexe Fe-SH dans lequel le ligand soufré est impliqué dans une liaison H a été synthétisé.

Les sondes fluorescentes sont actuellement à l'étude comme sonde à thiols dans des cellules.

Publication 1 : Synthesis, Stability and Reactivity of Complex [(TPA)Zn(SH)]+ in Aqueous and
Organic solutions. E. Galardon, A. Tomas, P. Roussel, I. Artaud, Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 25, 3797-3801.

Publication 2 : Synthesis of a Fe(II)-SH complex Stabilized by an Intramolecular N-H….S H-
Bond which can Act as a Hydrogen Sulfide donor. Erwan Galardon, Thomas Roger, Patrick Deschamps, Pascal Roussel, Alain Tomas, and Isabelle Artaud submitted to Inorg. Chem. (May 2012)

Poster 1. «Thiosulfonato Ruthenium Complexes: from the Access to Disulfanido and Hydrogen(sulfido) Derivatives to the Design of Fluorescent Sensors for Thiols”
E. Galardon, T. Roger, P. Deschamps, A. Tomas and I. Artaud
ICBIC 15, 7-12 Août 2011, Vancouver, Canada

Poster 2. «Nouvelles sondes fluorescentes turn-on pour la détection d’H2S en solution”
T. Roger, E. Galardon, and I. Artaud
Club Métalloprotéines et Modèles, 26 - 28 mars 2012, Mittelwhir, France

Le sulfure d’hydrogène H2S, longtemps considéré uniquement comme un polluant toxique, s’est récemment avéré être un gaz ayant un rôle biologique important. Il complète la trilogie des gaz médiateurs / transmetteurs, aux cotés du monoxyde d’azote NO et du monoxyde de carbone CO. Cependant, si la biologie du monoxyde d’azote est maintenant relativement clarifiée, celle du sulfure d’hydrogène reste quant à elle obscure, malgré un certain nombre de résultats majeurs publiés dans la littérature cette année.
Parmi les outils ayant permis de faire progresser la compréhension de la biologie du monoxyde d’azote ou du monoxyde de carbone, la chimie de coordination a joué un rôle important, avec notamment les complexes de métaux nitrosyles et carbonyles, qui sont des donneurs de NO ou de CO, ou le développement d’une sonde fluorescente basée sur un complexe du cuivre qui est capable de détecter la production de NO dans les cellules. De plus, elle a aussi permis d’élucider un certain nombre de mécanismes réactionnels impliquant ces gasotransmetteurs. En revanche, la chimie de coordination du sulfure d’hydrogène reste à ce jour essentiellement centrée sur la chimie organométallique, et son extension et son application à des problématiques biologiques reste limitée. Par exemple, jusqu'à nos travaux publiés cette année, aucun exemple de sonde spécifique d’H2S en solution utilisant cette approche bioinorganique n’avait été décrit, et il n'y a pas de donneur de sulfure d’hydrogène basé sur la chimie de coordination, alors que la détection d’H2S dans les tissus biologiques est l’une des clefs de la compréhension de son rôle en biologie et qu’il est indispensable de développer des molécules permettant de libérer H2S de façon contrôlée pour pallier à la toxicité de NaHS et Na2S qui sont les seuls donneurs efficaces connus à ce jour. De plus, il n’existe dans la littérature aucune réponse moléculaire aux hypothèses formulées quant à la réactivité du sulfure d’hydrogène vis à vis d’un certain nombre de dérivés réactifs présents in-vivo et pouvant avoir un rôle dans sa régulation.

Ce projet propose de combler ce vide, en développant trois axes :

i) un axe visant à développer des sondes fluorescentes sélectives du sulfure d’hydrogène en solution,
ii) un axe visant à mettre au point des donneurs de sulfure d’hydrogène, et enfin
iii) un axe ayant pour but d’expliciter la réactivité de H2S vis-à-vis de certaines espèces présentes dans les systèmes biologiques.

Ces trois thématiques sont centrées sur la chimie de coordination, et une extension à des études avec du matériel biologique est prévue à moyen terme.