Une synthèse et un auto-assemblage verts pour les polypeptides
Publié par Adrien le 21/11/2019 à 08:00
Source: CNRS INC
Polymères à base d'acides aminés, les polypeptides sont des briques macromoléculaires qui peuvent former des nanoparticules biocompatibles et biodégradables. Comme leur synthèse est complexe et demande l'emploi de solvants organiques, des chercheurs du Laboratoire 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...) des polymères organiques et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Boston proposent un procédé plus vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain...), dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et en moins d'étapes. Dans ces travaux publiés dans Angewandte Chemie International Edition, ils obtiennent à partir de cette synthèse des nanostructures aux formes originales.


A. Schéma du procédé ROPISA.
B. Chromatogramme des chaînes de copolymères.
C. Photo des dispersions à t0 (instant initial) et à tf (conversion complète en monomère).
D et E. Clichés de microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à...) des nanoparticules.
© Grazon et al.

Plus qu'aucun autre polymère, les polypeptides forment des structures biomimétiques complexes et fonctionnelles. Comme elles sont composées des mêmes acides aminés que l'on retrouve dans les êtres vivants, ces macromolécules à haute valeur ajoutée sont biodégradables, biocompatibles et donc particulièrement intéressantes pour la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie),...). Leur synthèse à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle...) réclame cependant des procédés multi-étapes utilisant des solvants organiques qu'il faut ensuite séparer. En cherchant à éliminer ces solvants, des scientifiques du Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO, CNRS/Université de Bordeaux/Institut Polytechnique de Bordeaux) et de l'Université de Boston sont parvenus à synthétiser des polypeptides dans l'eau en une seule étape, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en obtenant des nanostructures aux propriétés nouvelles.

Ils ont pour cela mis au point (Graphie) un procédé d'auto-assemblage induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) par polymérisation par ouverture de cycle, appelé ROPISA. Celui-ci permet la réaction de monomères d'acides aminés cycliques, appelés N-carboxyanhydrides, pour former des macromolécules amphiphiles possédant une partie hydrophile et une autre hydrophobe (Un composé est dit hydrophobe (du grec υδρο, hydro = eau, et Φοβοσ, phóbos = peur) ou lipophile quand il est soluble dans les corps gras, mais insoluble dans...). Cette propriété leur permet de s'auto-assembler en nanostructures qui ont la particularité d'être non-sphériques (anisotropes). Cela signifie que leurs propriétés, par exemple optiques, changent selon leur orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) collective, ce qui est rarement observé avec des nanoparticules de polymère. Les chercheurs étudient à présent les diverses possibilités d'application de leur procédé à la fois vert et économique pour obtenir des polypeptides, ainsi que des nanoparticules formées.

Références

C. Grazon, P. Salas, E. Ibarbourre, A. Buol, E. Garanger, M.W. Grinstaff, S. Lecommandoux, C. Bonduelle.
Aqueous Ring-Opening Polymerization-Induced Self-Assembly (ROPISA) of N-carboxyanhydrides

Angew. Chem. Int. Ed. - Octobre 2019 (VIP paper)
DOI: 10.1002/anie.201912028
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