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De l'importance du mouillage pour une meilleure inclusion

Exploration du rôle des molécules d’eau dans la formation de complexes d’inclusion entre polyélectrolytes
Communiqué de presse / Publication

Résumé

Publication de l’lnstitut de Chimie et de Biochimie Supramoléculaires, du Laboratoire de Chimie de l’ENS de Lyon, de l’Institut de Chimie et Biologie des Membranes et des Nano-objets, de l’Institut des Biomolécules Max Mousseron et de l’Institut des Sciences Analytiques dans la revue Chemical Science le 8 octobre 2018.

Description

Les interactions non covalentes entre un récepteur et son ligand sont à la base de tous les phénomènes du vivant. Dans une approche biomimétique, la compréhension fine de l’efficacité de ces interactions est essentielle.

Exploration du rôle des molécules d’eau dans la formation de complexes d’inclusion entre polyélectrolytes
Exploration du rôle des molécules d’eau dans la formation de complexes d’inclusion entre polyélectrolytes ©Royal Society of Chemistry

Dans ce contexte, les chimistes cherchent à fabriquer des récepteurs synthétiques capables de rivaliser avec leurs homologues naturels pour des applications dans le domaine de la thérapie ou du diagnostic. Alors qu’un modèle appelé "clé-serrure" basé sur la complémentarité géométrique entre le récepteur et un ligand a longtemps guidé la conception de ces récepteurs artificiels, le rôle essentiel des molécules d’eau environnantes dans l’efficacité des interactions est actuellement l’objet d’une attention particulière dans la communauté de la chimie supramoléculaire.

En combinant des expériences de physico-chimie expérimentale et de la modélisation numérique, des chercheurs impliqués dans plusieurs laboratoires du CNRS ont exploré les facteurs régissant l’association par inclusion entre un macrocycle polyanionique et une série d’ions polycationiques. La dissection des contributions énergétiques et structurelles a démontré que l’assemblage des partenaires étaient guidés par deux phénomènes cruciaux liés aux molécules d’eau : la diminution attendue du coût enthalpique liée à la désolvatation des ligands, ainsi que l’augmentation inattendue du gain enthalpique liée à la resolvatation des complexes. En mettant en évidence la contribution décisive de la solvatation lors de l’assemblage de polyélectrolytes par inclusion, cette étude fournit une nouvelle pièce d’un puzzle qui pourrait un jour représenter l'image globale de la reconnaissance moléculaire dans l'eau.

Source : Wetting the Lock and Key Enthalpically Favours Polyelectrolytes Binding. 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. Chemical Science, octobre 2018.

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