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Séminaire Chimie ED459

De la reconnaissance (bio)moléculaire aux auto-assemblages dynamiques

Dr. Sébastien Ulrich (groupe I2BM, Département de Chimie Moléculaire – UMR 5250 CNRS, Université de Grenoble)

publié le , mis à jour le

Le Jeudi 28 Juin 2012 à 13h45
UM2, salle de cours SC-20.02 (attention salle inhabituelle)

La reconnaissance moléculaire entre biomolécules est à la base de tous les processus biologiques qui caractérisent les systèmes vivants. L’hybridation d’oligonucléotides est un phénomène central et cependant très complexe car mettant en jeu divers effets électrostatiques (liaisons hydrogène, empilement, solvatation, etc) et stériques. Je décrirai ainsi une étude qui a permis pour la première fois de disséquer l’importance relative des effets électrostatiques et stériques lors de la transcription enzymatique par les ARN polymérases T7 et Pol II. Je soulignerai en quoi les résultats obtenus permettent une meilleure compréhension des paramètres moléculaires qui déterminent l’efficacité et la fidélité de la transcription de l’ADN.

D’un point de vue synthétique il y a actuellement d’importants efforts de recherche dirigés vers la conception de dispositifs (supra)moléculaires dynamiques qui miment les processus de régulation de l’activité observés pour de nombreuses biomolécules. A cette fin nous avons développé des commutateurs morphologiques métallo-contrôlés originaux qui permettent de réguler un processus de reconnaissance moléculaire via des changements de forme induits par un stimulus chimique. Je décrirai finalement la construction d’un système auto-organisé complexe – basé sur les commutateurs moléculaires précédemment cités – qui permet la transduction d’un phénomène de reconnaissance moléculaire en signal optique au travers d’un réseau constitutionnel dynamique.

Références

1. M. W. Kellinger, S. Ulrich, J. Chong, E. T. Kool, D. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8231-8240.
2. S. Ulrich, E. T. Kool, Biochemistry 2011, 50(47), 10343-10349.
3. S. Ulrich, A. Petitjean, J.-M. Lehn, Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 1913-1928.
4. S. Ulrich, J.-M. Lehn, Chem. Eur. J. 2009, 15, 5640-5645.
5. S. Ulrich, J.-M. Lehn, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5546-5559.
6. S. Ulrich, E. Buhler, J.-M. Lehn, New. J. Chem. 2009, 33, 271-292.
7. S. Ulrich, J.-M. Lehn, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2240-2243.

Contact local IBMM : Florine Cavelier


From (bio)molecular recognition toward dynamic self-assemblies

Molecular recognition involving biomolecules is at the basis of all biological processes that make up living systems. Oligonucleotide hybridization is a central recognition phenomenon, yet highly complex as it combines electrostatic (hydrogen bonds, stacking, solvation, etc) and steric effects. I will first describe a study that enabled for the first time to dissect the relative importance of electrostatic and steric effects in the enzymatic transcription operated by T7 and Pol II RNA polymerases. I will highlight how the results provide a better understanding of the molecular parameters that govern the efficiency and fidelity of DNA transcription.

From a synthetic standpoint there is currently a tremendous research effort devoted to the design of dynamic (supra)molecular devices that mimic the processes of activity regulation seen in numerous biomolecules. Our contribution to this goal has been the development of metallo-controlled morphological switches that enable the effector-controlled regulation of molecular recognition through shape changes. I will finally describe the construction of a complex self-organized system – based upon the previously mentioned molecular switches – that translate a molecular recognition event into an optical signal through a dynamic constitutional network.

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