Projet ANR-13-IS07-0002 – DYNMULTIREC : Biomatériaux dynamiques aux propriétés de reconnaissances multivalentes
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 7) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Yves-Marie LEGRAND (Institut Europeen des Membranes)
Partenaires : Universitatea Babe<U+0219>-Bolyai; Institut Européen des Membranes
Montant : 261329.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : Les objectifs du projet «Biomatériaux dynamiques aux propriétés de reconnaissance multivalente» (DYNMULTIREC) comprennent: i) la conception, l'obtention, l'étude des propriétés et applications de membranes hautement sélectives contenant des canaux directionnels de tailles et de capacités de liaison variables et présentant une perméabilité spécifique et sélective aux ions et aux molécules (peptides, acides aminés et sucres modifiés, composés aromatiques, eau), ainsi que ii) la conception et l'utilisation des polymères dynamiques constitutionnelles (dynamers) fonctionnalisés avec différentes fractions biologiquement pertinentes  pour l'oligomérisation de ses protéines marquées et la synthèse de nouveaux polymères décorés de protéines.
La construction des membranes organiques-inorganiques (réseaux) et de biodynamers repose sur:
• des membranes adaptatives multifonctionnelles basées sur l'incorporation de macrocycles par auto-assemblage dirigé dans les réseaux inorganiques. La difficulté à surmonter à ce stade est la construction de membranes multifonctionnelles adaptatives en appliquant les principes de la chimie dynamique constitutionnelle (CDC).
• des membranes multifonctionnelles organiques-inorganiques ayant des macrocycles dans les pores construits par l'auto-assemblage 2D d'unités aromatiques stériquement compatibles  décorées de multiples groupes complémentaires H-donneur / accepteur suivis par l'auto-assemblage 3D de ces macrocycles et leur intégration dans les réseaux organiques-inorganiques via des contacts supramoléculaires (empilement). Les principaux avantages de cette approche résident dans le fait que l'on peut obtenir un ensemble de motifs aromatiques décorées de façon appropriée qui peut ensuite être assemblés dans différents macrocycles par le simple changement de partenaires appartenant au même ensemble. Comme dans le cas précédent, la forme des macrocycles  auto-assemblés peut être induite et amplifié par la molécule à séparer par l'intermédiaire d'interactions hôte-invité.
• des réseaux hybrides avec des chaînes présentant à la fois une haute perméabilité et  sélectivité pour les biomolécules (acides aminés, peptides et sucres modifiés) sur la base de peptides cycliques présentant des séquences (LD)n ou (LLLD)n. Les séquences (LD)n ou (LLLD)n permettent, dans un cas une forme tout à fait planaire des macrocycles et dans l'autre cas [séquence (LLLD) n] qu' un acide aminé sur quatre soit orienté vers l'intérieur du macrocycle, leur permettant ainsi de participer de façon décisive à la sélectivité de la membrane pour différentes cibles. Ces membranes peuvent également être utilisées pour la séparation des énantiomères.
Le développement de nouveaux biodynamers comme matériaux synthétiques de pointe pour l'immobilisation et l'aggrégation de protéines avec des modulateurs biologiques est fondée sur le principe de la Chimie Constitutionnelle Dynamique. Pour construire les bibliothèques dynamiques constitutionnelles (DCLs) nous avons tourné nos regards vers la réaction d'échange acylhydrazone utilisant un ensemble de di- et tri-aldehydes et acylhyrazones décorées de metalloccoordinants, de sondes bioactives ou de protéines.
L'idée novatrice de ce projet est la conception et la synthèse de membranes dynamiques et dynamères. Les membranes sont capables de moduler la structure des canaux en accord avec l'espèce cible qui doit être transporté à travers la membrane tandis que la nature dynamique et adaptative des dynamères favorisera les interactions multivalentes des protéines immobilisées. La stratégie proposée garantit une haute sélectivité et adaptativité de la membrane à l'aide de la coopération des espèces cibles et offre la possibilité d'utiliser les mêmes blocs de départ pour la construction de membranes dédiées au transport d'une multitude d'espèces de grande variété.