Protoprotéines issues de nouvelles approches prébiotiques incluant l'ouverture de cycle des N-carboxyanhydrides – ProToPolym

1. Les protéines sont des machines moléculaires complexes fascinantes qui sont le support des fonctions essentielles au monde vivant. Leurs propriétés structurales et fonctionnelles résultent d'un processus d'évolution long et complexe : à l'origine, l'émergence des protéines a impliqué des étapes chimiques et prébiotiques cruciales au cours desquelles de simples acides aminés ont évolué spontanément en proto-polymères aléatoires appelés protoprotéines. Malgré les progrès de la synthèse peptidique moderne, ces voies chimiques prébiotiques vers ces protoprotéines restent énigmatiques.
2. Le but de ce projet ANR est d'établir une de ces voies, en mettant en œuvre une méthodologie chimique unique s'appuyant sur la réactivité des N-carboxyanhydrides ou NCA dans un système aqueux. Nous proposons ces dérivés d’acides aminés pour alimenter des systèmes chimiques avec un comportement d'auto-sélection pour former des protoprotéines.
3. Pour atteindre cet objectif, nous développerons d'abord la formation in situ de ces dérivés NCA en combinant de simples acides aminés à du CO2 puis nous mettrons en oeuvre leur condensation contrôlée en milieu aqueux et leur recyclage par dépolymérisation de la liaison amide. Ensuite, nous établirons un système chimique primitif alimenté par la formation de ces NCA et à partir duquel l'auto-sélection sera réalisée par un phénomène de coacervation.
4. Ce projet explorera de nouvelles hypothèses sur l'origine chimique de la vie en montrant que la chimie des NCAs est compatible avec l’eau et que les mécanismes de condensation par croissance de chaîne peuvent être utilisés pour concevoir des systèmes chimiques prébiotiques. Cette combinaison originale permettra d'établir de nouvelles méthodologies pour obtenir des squelettes macromoléculaires covalents constitués de liaisons peptidiques avec des propriétés avancées originales (auto-sélection, recyclage dynamique, etc.).