Le rôle de l'eau dans les récepteurs biologiques
Publié par Adrien le 12/02/2019 à 08:00
Source: CNRS INC
Dans les interactions entre un récepteur biologique et son ligand, l'eau avoisinante a son mot à dire. Une équipe pluridisciplinaire du CNRS dévoile le rôle des liaisons l'eau, les récepteurs et les ligands lors de leurs mises en relation. Cette découverte, publiée dans Chemical Science apporte une compréhension accrue des principes régissant la reconnaissance moléculaire des récepteurs biologiques dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).


Exploration du rôle des molécules d'eau dans la formation de complexes d'inclusion entre polyélectrolytes.
©2018 Royal Society of Chemistry (La Royal Society of Chemistry est une société savante située au Royaume-Uni dont le but est "l'avancement des sciences chimiques". Cette organisation...).

Pour qu'une clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) rentre dans une serrure, il faut mettre de l'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant plus légère...). C'est un peu la même chose qu'il se passe au niveau des récepteurs biologiques. La conception de récepteurs artificiels, capables de rivaliser avec leurs homologues naturels, repose depuis longtemps sur une complémentarité géométrique "clef-serrure". Dans ce modèle, les molécules d'eau environnantes jouent un rôle encore peu connu sur lequel se penchent les chercheurs du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).). Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de...), des travaux impliquant des chercheurs de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage...) et de biochimie supramoléculaires (CNRS/Université de Lyon 1), du Laboratoire de chimie de l'école normale supérieure de Lyon (CNRS/Ecole normale supérieur de Lyon/Université de Lyon 1), de l'Institut de chimie et biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) des membranes et des nano-objets (CNRS/Université de Bordeaux/Institut National Polytechnique Bordeaux Aquitaine), de l'Institut des biomolécules Max Mousseron (CNRS/ENSCM/Université de Montpellier), et de l'Institut des sciences analytiques (CNRS/Université Lyon 1) ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...) d'une publication dans la revue Chemical Science.

Cette équipe multidisciplinaire a combiné expériences de physico-chimie expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches...) et modélisation numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition...) pour explorer les facteurs régissant l'association par inclusion entre une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la...) cyclique polyanionique (électronégatif) et une série d'ions polycationiques (électropositif). La dissection des contributions énergétiques et structurelles démontre que la complémentarité géométrique parfaite entre une clef et une serrure ne mène pas forcement à l'association la plus forte. Cette parfaite complémentarité, généralement recherchée, implique du couple qu'il se dissocie un maximum de l'eau avoisinante. Or, le couple doit garder un ancrage dans son milieu aqueux.

De façon inattendue, et jusqu'ici peu exploitée, les scientifiques expliquent que la conception d'une clef ou d'une serrure qui ne s'accorde pas parfaitement avec son partenaire permet d'exposer au maximum les zones hydrophiles du couple formé. Cette découverte d'une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :), consistant à préserver la solvatation des zones polaire quitte à sacrifier légèrement la correspondance (La correspondance est un échange de courrier généralement prolongé sur une longue période. Le terme désigne des échanges de courrier personnels plutôt qu'administratifs.) géométrique entre la clef et sa serrure, offre une nouvelle piste de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) dans le domaine de la reconnaissance moléculaire dans l'eau.

Références

E. Jeamet, J. Septavaux, A. Héloin, M. Donnier-Maréchal, M. Dumartin, B. Ourri, P. Mandal, I. Huc, E. Bignon, E. Dumont, C. Morell, J.-P. Francoia, F. Perret, L. Vial, J. Leclaire.
Wetting the Lock and Key Enthalpically Favours Polyelectrolytes Binding
Chemical Science - Octobre 2018
DOI: 10.1039/C8SC02966K
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