ARTENOSYN — Enzymes Artificielles dans le Monde de la Synthèse Organique

Le projet ARTENOSYN présenté ici, a pour but de développer des catalyseurs bioinspirés capables de catalyser des réactions d'oxydation dans l'eau, dans des conditions douces et en utilisant des molécules peu onéreuses et non nocives pour l'environnement telles le dioxygène. Dans ce but, nous prévoyons de mimer les deux activités catalysées par les enzymes flaviniques, qui sont capables de catalyser soit des réactions de réduction, en délivrant des électrons à leurs partenaires biologiques, soit des réactions d'oxydations par activation réductrice du dioxygène; et cela avec le même cofacteur flavinique, mais dans un environnement protéique différent. Ce projet est basé sur les intéressants résultats obtenus récemment par le partenaire 1, qui démontrent que l'incorporation de FMN dans l'environnement localement hydrophobe d'un polymère hydrosoluble de type polyethyleneimine, peut générer ue réductase artificielle capable de collecter des électrons en solution à partir de NADH et de transférer des électrons de façon séquentielle à un partenaire redox comme une porphyrie de manganèse. Par conséquent, en conditions anaerobie, ce même système doit être capable de transférer séquebtiellement des électrons vers des molécules organiques préalablement sélectionner pour engendrer des réactions radicalaires. Le partenaire 2 dans ce projet est un expert en chimie radicalaire ce qui permettra d'évaluer l'activité d'un tel système pour de nombreux exemples de réaction radicalaires en condition aqueuse. Alternativement, en condition aérobie, la FMN préalablement réduite par NADH pourra réagir avec le dioxygène pour générer un peroxo organique connu pour catalyser des réactions d'oxydation telles que Baeyer-Villiger, sulfoxydations et epoxydations. La première tache du projet consistera à la synthèse de bibliothèque de polyéthylène modifiés par different groupements chimiques, dans le but de mieux comprendre comment le microenvironnement hydrophobe du polymère peut influencer les paramètres cinétiques et thermodynamiques de ces enzymes artificielles. Ensuite, les deux types de réactions envisagée (radicalaire et oxydation) seront étudiées en détail et éventuellement associées dans un système tandem. Enfin, des polymères choraux seront synthétisés et les deux types de réactions seront évaluées en catalyse asymétriques.