La stratégie click-and-release distinguée par le prix Nobel de chimie 2022 consiste à ajouter un groupe chimique (click) compatible avec le milieu biologique et n'affectant pas le fonctionnement de la cellule (bio-orthogonal). En présence d'une deuxième molécule, elle aussi bio-orthogonale, une réaction chimique libère le groupe chimique greffé (release).
En 2017, une équipe de Joliot a découvert que les iminosydnones sont des réactifs de choix pour des réactions click and release. Ainsi, lorsqu'elles sont greffées à une protéine, les iminosydnones sont capables de réagir rapidement avec des alcynes cycliques (de formule CnH2n−2) en formant :
- un produit issu de la ligation de la protéine et de l'alcyne cyclique,
- un produit issu de la séparation de l'iminosydnone et de la protéine (par Strain-Promoted Iminosydnones-Cycloalkyne Cycloaddition).
Des espèces électrophiles pour réagir avec des espèces nucléophiles
En collaboration avec l'Institut de chimie des substances naturelles (CNRS-Université Paris-Saclay), le CEA-Iramis, le Laboratoire Plasticité cérébrale (CNRS-ESPCI-PSL) et le New Jersey Institute of Technology (États-Unis), les chercheurs de Joliot ont développé deux nouvelles familles d'iminosydnones qui permettent la libération bio-orthogonale d'espèces électrophiles dans des conditions physiologiques.
Ces nouvelles iminosydnones peuvent être considérées comme des isocyanates « encagés » qu'il est possible de libérer, à la demande, en ajoutant un cyclooctyne. Cette méthode peut être appliquée à l'exploration de fonctions cellulaires car ces composés électrophiles réagissent facilement avec des molécules qui contiennent un groupe nucléophile, comme c'est le cas dans les protéines ou dans certains métabolites.
L'une des prochaines étapes pourra être de chlorer ces iminosydnones pour les rendre encore plus réactives.
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