Machines et moteurs moléculaires : de la biologie au molécules de synthèse

De nombreux processus biologiques essentiels font intervenir des moteurs moléculaires (naturels). Ces moteurs sont constitués de protéines dont la mise en mouvement,le plus souvent déclenchée par l'hydrolyse d'ATP (le fioul biologique),correspond à une fonction précise et importante. Parmi les exemples les plus spectaculaires,nous pouvons citer l'ATPsynthase,véritable moteur rotatif responsable de la fabrication de l'ATP. Pour le chimiste de synthèse,l'élaboration de molécules totalement artificielles,dont le comportement rappelle celui des systèmes biologiques,est un défi formidable. L'élaboration de machines et moteurs moléculaires de synthèse représente un domaine particulièrement actif,qui a vu le jour il y a environ une douzaine d'années. Ces machines sont des objets nanométriques pour lesquels il est possible de mettre en mouvement une partie du composé ou de l'assemblée moléculaire considérée,par l'intervention d'un signal envoyé de l'extérieur,alors que d'autres parties sont immobiles. Si une source d'énergie alimente le système de manière continue,et qu'un mouvement périodique en résulte,l'assemblée moléculaire en mouvement pourra être considérée comme un moteur. D'ores et déjà,certaines équipes de chimiste ont pu fabriquer des moteurs rotatifs minuscules,des moteurs linéaires mis en mouvement par un signal électronique ou des muscles moléculaires de synthèse,capables de se contracter ou de s'allonger sous l'action d'un stimulus externe. Quelques exemples représentatifs seront discutés lors de l'exposé. Un certain nombre de questions ayant trait aux applications potentielles du domaine de nanomécanique moléculaire seront abordées : - ordinateurs moléculaires,pour lesquels certains chercheurs fondent de grands espoirs,stockage et traitement de l'information au niveau moléculaire,- robots microscopiques,capables de remplir une grande variété de fonctions allant de la médecine à la vie de tous les jours,- transport sélectif de molécules ou d'ions à travers des membranes.

Disciplines : Biochimie,Technologie chimique (chimie industrielle) et techniques connexes
Mots-clés : enzyme,rotaxane,ordinateur moléculaire,nanomécanique moléculaire,molécule artificielle,machine moléculaire,caténane,ATPsynthase,adénosine triphosphate,moteur moléculaire,chimie de synthèse,signal énergétique
Type de document : image en mouvement
Type de ressource : lecture
Niveau : higher education
Auteurs ou éditeurs : Jean-Pierre SAUVAGE,UTLS - la suite,UTLS - la suite