DS01 - Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

La chalcitrine et la sclérocitrine: comment la nature peut produire de la diversité moléculaire ? – X-comic

La chalcitrine et la sclérocitrine : comment la nature peut produire de la diversité?

La Nature est capable d’assembler des briques élémentaires simples pour produire de la complexité moléculaire et générer des produits naturels hautement structurés. Deux exemples notables sont la chalcitrine et la sclérocitrine, des pigments isolés de champignons communs et représentant un défi de synthèse ambitieux.

Comprendre l'origine de molécules naturelles complexes

Les hypothèses de biosynthèse émises font intervenir la condensation d’une forme oxydée de l’acide xérocomique via une cascade réactionnelle complexe. L’objectif global de ce projet est de développer une synthèse de ces édifices moléculaires en se basant sur une stratégie complètement biomimétique. En prenant avantage d’une séquence courte pour préparer l’acide xérocomique, l’assemblage biomimétique sera la tache centrale de ce défi. Ce projet de recherche fondamental en synthèse organique sera de réaliser la synthèse de molécules hautement complexes et de comprendre leurs voies de biosynthèse et leurs rôles écologiques. Dans un contexte d’écologie chimique, identifier les intermédiaires biosynthétiques et de nouvelles structures complexes à partir d’extraits des champignons producteurs. Ce projet est à l’interface de la chimie de synthèse, la biosynthèse et l’identification de produits naturels et sera mené dans l’équipe BioCIS (UMR-8076, faculté de pharmacie, coordinateur : Laurent Evanno) de l’université Paris-Sud.

Pour élucider les vois de biosynthèses deux approches complémentaires sont menées conjointement : i) la synthèse totale par une approche biomimétique ; ii) l’identification des intermédiaires de biosynthèses à partir des organismes producteurs. Le volet synthèse totale est basé sur une approche complètement biomimétique afin d’achever en un nombre d’étape limité la synthèse de molécules hautement complexes mais aussi de validé la réactivité des intermédiaires postulés. L’intérêt d’une synthèse biomimétique est aussi d’accéder à des intermédiaires jamais isolés mais impliqué dans les voies de biosynthèse. Pour le volet isolement, la collecte des champignons producteurs permet de confronter les résultats issus de la synthèse pour valider la présence de ces intermédiaires et isoler de nouveaux métabolites ayant un rôle écologique.

Pour le volet synthèse totale, une approche courte en six étapes pour la synthèse du monomère constituant les molécules cibles a été développée. Le choix d’une approche complètement biomimétique associé à une méthodologie sélective d’introduction des substituants a fourni une méthode compétitive de synthèse. Grâce à cette séquence courte l’étude des assemblages biomimétique peuvent être menées. Pour le volet isolement, la collecte de plusieurs kilogrammes de champignons a permis la réalisation d’un extrait. Grâce à la technique des réseaux moléculaires basés sur les fragmentations MS-MS a permis l’identification de plusieurs nouveaux dimères qui seront prioritairement isolés.

Les principales perspectives sont maintenant de réaliser une étude complète d’assemblage biomimétique pour compléter les synthèses totales de la chalcitrine et de la sclérocitrine. Associé à l’isolement des molécules naturelles à partir de champignons un schéma rationnel de biosynthèse pourra être proposé.

Les travaux seront publiés à l’issu de l’achèvement des travaux en cours.

La Nature est capable d’assembler des briques élémentaires simples pour produire de la complexité moléculaire et générer des produits naturels hautement structurés. Deux exemples notables sont la chalcitrine et la sclérocitrine, des pigments isolés de champignons communs et représentant un défi de synthèse ambitieux. Les hypothèses de biosynthèse émises font intervenir la condensation d’une forme oxydée de l’acide xérocomique via une cascade réactionnelle complexe. L’objectif global de ce projet est de développer une synthèse de ces édifices moléculaires en se basant sur une stratégie complètement biomimétique. En prenant avantage d’une séquence courte pour préparer l’acide xérocomique, l’assemblage biomimétique sera la tache centrale de ce défi. Ce projet de recherche fondamental en synthèse organique sera de réaliser la synthèse de molécules hautement complexes et de comprendre leurs voies de biosynthèse et leurs rôles écologiques. Dans un contexte d’écologie chimique, identifier les intermédiaires biosynthétiques et de nouvelles structures complexes à partir d’extraits des champignons producteurs. Ce projet est à l’interface de la chimie de synthèse, la biosynthèse et l’identification de produits naturels et sera mené dans l’équipe BioCIS (UMR-8076, faculté de pharmacie, coordinateur : Laurent Evanno) de l’université Paris-Sud.

Coordinateur du projet

Monsieur Laurent Evanno (Université Paris Sud, BioCIS Biomolécule : Synthèse, Conception, Isolement)

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

UPsud, BioCIS Université Paris Sud, BioCIS Biomolécule : Synthèse, Conception, Isolement

Aide de l'ANR 183 040 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2017 - 36 Mois

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