Optimisation des proprietés de coordination de la Lanmodulin par modifications chimiques – OPTIMAL

Les lanthanides (Ln) sont omniprésents et essentiels dans les technologies modernes, notamment pour la transition vers les énergies vertes, l'optique, les diagnostics médicaux et la radiothérapie. À ce titre, ils ont été identifiés comme des ressources stratégiques par l'Union européenne. Dans ce contexte, la Lanmoduline (LanM), découverte récemment (2018), est une protéine capable de lier les ions Ln. Grâce à ses propriétés de coordination exceptionnelles (par exemple, une affinité élevée et une sélectivité élevées par rapport au Ca(II) et aux métaux du bloc d), elle trouve des applications en biométallurgie et en bio-imagerie. Cependant, les applications de la LanM sont freinées par une faible inertie cinétique et une faible sélectivité intra-Ln. Afin de surmonter ces limitations et de mettre à profit le potentiel de la LanM pour des applications (bio)technologiques, le projet OPTIMAL vise à développer des variants avec des propriétés de coordination optimisées. À cette fin, des modifications chimiques, notamment l’introduction d’acides aminés non natifs (nnAAs) pour la coordination des Ln dans la LanM via une approche semi-synthétique basée sur la ligation chimique native sera mise en place. Cette methode permettra de modifier un fragment protéique avec des nnAA et de le lier avec un fragment LanM non modifié exprimé par expression recombinante. Par ailleurs, une combinaison de caractérisations spectroscopiques avancées seront mise en place (par exemple par 19F-RMN). OPTIMAL fournira des sites artificiels pour lier les Ln avec de très hautes affinité et sélectivité intra-Ln, renforçant ainsi le potentiel des protéines LanM en vue d’applications sociétales. Enfin, OPTIMAL améliorera le niveau de connaissances fondamentales sur les propriétés de coordination des protéines à Ln, qui sont actuellement limitées, apportant ainsi sa contribution à ce domaine de recherche en plein essor.