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Manon Isaac

Synthèse et caractérisation de sondes peptidiques luminescentes pour l’imagerie biologique du zinc(II) et du cuivre(I)



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Publié le 14 décembre 2015


Thèse soutenue le 14 décembre 2015 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes - Spécialité : Chimie Bio-Inorganique

Résumé :
Le zinc et le cuivre sont à la fois essentiels et toxiques pour les organismes vivants, c’est pourquoi ils sont très finement régulés. Pour comprendre le rôle et les flux de ces métaux, il est nécessaire de pouvoir les imager, notamment à l’aide de sondes fluorescentes. Les sondes développées sont basées sur des sites de liaison de métalloprotéines et un complexe de lanthanide pour l’émission en temps résolu.
Le principe de la sonde à cuivreI, inspirée de la chaperonne CusF, repose sur la formation d’une interaction cation-π entre le cuivreI et la chaîne latérale du tryptophane. Cette interaction modifie les propriétés du tryptophane et conduit à l’augmentation de la luminescence du terbium. L’étude du mécanisme spectroscopique a montré que l’interaction cation-π augmente le croisement intersystèmes et donc la population de l’état triplet du tryptophane, ce qui permet de transférer plus d’énergie au lanthanide. Cette sonde est sélective de Cu+ parmi les cations physiologiques mais s’allume également en présence d’argentI. Cette sonde a été modifiée dans le but d’améliorer ses propriétés (constantes d’affinité, sélectivité, contraste, longueur d’onde d’émission). L’une des sondes dérivées est capable de différentier entre Cu+ et Ag+, ce qui est unique.
Le principe de la sonde à zinc, basée sur une séquence à doigt de zinc, repose sur la modulation du transfert d’énergie entre le lanthanide et son antenne par un modification de la distance. La sonde s’allume sélectivement en présence de zinc. La sonde a ensuite été modifiée, premièrement pour incorporer un second complexe de lanthanide et obtenir une sonde ratiométrique, et deuxièmement pour décaler les longueurs d’onde d’excitation et d’émission respectivement vers le spectre visible et le proche infrarouge. Sur ce dernier point, une nouvelle antenne a été découverte pour la sensibilisation à le néodyme.

Jury :
Président : Dr Didier Boturyn
Rapporteur : Pr Clotilde Policar
Rapporteur : Dr Loïc Charbonnière
Membre : Dr Pascale Delangle
Membre : Dr Olivier Maury
Directeur de thèse : Dr Olivier Sénèque

Mots-clés :
Doigt de zinc, terbium, peptide modèle, sonde, luminescence, cation-π, cuivre

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