NOUVELLES OPPORTUNITÉS EN GLYCOCHIMIE ET GLYCOSYLATION – SWEETCAT

Le dynamisme des glycosciences, qui explore les structures et les fonctions des sucres, est une source d’opportunités et de défis pour les chimistes impliqués dans la synthèse des glycoconjugués. En glycochimie on peut considérer la glycosylation, la formation d’une liaison osidique entre un sucre et une autre molécule organique, comme la réaction phare. La construction stéréosélective de cette liaison demeure un des grands défis de la glycochimie moderne. Elle est censée impliquer généralement un intermédiaire clé supposé, le cation glycosyle, longtemps considéré comme une espèce théorique. L’exploitation de superacides non-nucléophiles (HF/SbF5) et leur capacité à stabiliser des intermédiaires cationiques nous ont permis récemment de produire et d’étudier de tels cations pour la première fois en phase condensée. Leurs conformations ont été élucidée et des résultats préliminaires montrent que ces cations peuvent être engagés comme donneurs de glycosyle dans des réactions de couplage avec des nucléophiles faibles pour conduire à des glycoconjugués de façon stéréocontrolée.
Au fil du temps, l’apparition de méthodes de plus en plus sophistiquées pour assembler les monosaccharides en des molécules à la complexité croissante et l’absence d’une méthode universelle de glycosylation ont souligné la nécessité de mieux comprendre les effets et paramètres qui contrôlent la réactivité et la sélectivité de la glycosylation afin d’en améliorer l’efficacité. Cette dernière est affectée par une multitude de facteurs qui exercent leur influence principalement au niveau du cation glycosyle en termes de réactivité et sélectivité faciale.

Avec le cation glycosyle à disposition, nous sommes les mieux armés pour examiner ces paramètres et leur influence sur la réaction de glycosylation. Néanmoins, leur étude classique en solution serait extrêmement coûteuse en temps et matériel ce qui ralentirait considérablement le rythme des découvertes associées à ce projet. De plus nous avons identifié des verrous techniques qui doivent être surmontés afin d’obtenir la pleine puissance de ce projet au niveau scientifique. La chimie en flux apparaît comme un outil idéal pour résoudre ces difficultés car elle présente des caractéristiques uniques (manipulation sécurisée de produits dangereux, temps de réaction très courts, petites quantités utilisées, contrôle fin des paramètres de réaction). L’étude de cations glycosyles issus de donneurs de glycosyle modernes en utilisant la chimie en flux devrait mener à des résultats de premier ordre concernant la compréhension fondamentale des facteurs influençant la réaction de glycosylation. Leur piégeage par des nucléophiles faibles non exploités en glycosylation classique devrait initier de nouvelles réactivités pour ces donneurs et conduire à des glycoconjugués inédits. Ce projet s’inscrit donc parfaitement dans le défi DS10 de l’ANR “Défi des autres savoirs”.

DANS CE PROJET, NOUS ALLONS COMBINER GLYCOCHIMIE, MÉTHODOLOGIE SUPERACIDE ET OUTILS DE LA CHIMIE EN FLUX POUR :
A) ÉTUDIER LES CATIONS GLYCOSYLES ET LES FACTEURS RESPONSABLES DE LEUR RÉACTIVITÉ ET STRUCTURE
B) EXPLOITER CES IONS COMME DONNEURS DE GLYCOSYLES DANS DES RÉACTIONS DE COUPLAGE INÉDITES CATALYSÉES PAR LES SUPERACIDES EN PRÉSENCE DE NUCLÉOPHILES SINGULIERS POUR FOURNIR DES SUCRES ORIGINAUX.