699 research outputs found
A Concise Synthesis of Oligosaccharides Derived From Lipoarabinomannan (LAM) with Glycosyl Donors Having a Nonparticipating Group at C2
No full textStable DNA triple helix formation using oligonucleotides containing 2'-aminoethoxy,5-propargylamino-U
No full textWe have prepared oligonucleotides containing the novel base analogue 2'-aminoethoxy,5-proparaylamino-U in place of thymidine and examined their ability to form intermolecular and intramolecular triple helices by DNase I footprinting and thermal melting studies. The results were compared with those for oligonucleotides containing 5-propargylamino-dU and 2'-aminoethoxy-T. We find that the bis-substituted derivative produces a large increase in triplex stability, much greater than that produced by either of the monosubstituted analogues, which are roughly equipotent with each other. Intermolecular triplexes with 9-mer oligonucleotides containing three or four base modifications generate footprints at submicromolar concentrations even at pH 7.5, in contrast to the unmodified oligonucleotide, which failed to produce a footprint at pH 5.0, even at 30 muM. UV- and fluorescence melting studies with intramolecular triplexes confirmed that the bis-modified base produces a much greater increase in T-m than either modification alone
Supramolecular assemblies of functionnalized cyclodextrins as a tool for transfection
No full textLa thérapie génique est un domaine scientifique crucial qui doit être davantage développé, et la crise du Covid-19 n'a fait que confirmer cette nécessité. Les virus sont connus pour être des vecteurs de matériel génétique très efficaces. Parmi eux, le virus de la mosaïque du tabac (TMV), dont le manteau protéique peut s'auto-assembler en un co-assemblage coopératif avec de l'ARN, a inspiré notre groupe pour concevoir un virus artificiel à base de cyclodextrines (CDs). Notre groupe a synthétisé une CD cationique portant un pont ammonium et sur le côté duquel est fonctionnalisé un groupement adamantyle (CD 1). Il a été démontré que cette dernière est capable de s'auto-assembler en un polymère supramoléculaire. Puis, le groupe a montré que la CD 1 pouvait induire la transfection de siARN.[1] Pour comprendre son mode d'assemblage, nous avons étudié le mélange CD 1 et ADN double brin 18-mère par Cryo-EM. Etonnamment, nous avons observé que de longues et fines fibres se formaient. Nous avons ensuite montré que ces fibres contenaient de nombreuses molécules d'ADN qui sont entourées de CD 1 auto-assemblées, une organisation qui rappelle celle du TMV. Dans ce travail, nous avons aussi montré que des architectures identiques sont observées avec différentes tailles d'ADN simple brin ou double brin. Cependant, nous avons montré qu'avec de l'ADN simple brin, les fibres prenaient plus de temps à se former et nous avons pu suivre leur mécanisme d'assemblage par cryo-EM. De plus, nous avons étudié différents paramètres en termes de pH, de ratios CD/ADN, de tampons et de concentrations des composés, et avons pu optimiser le système et en apprendre plus sur ce dernier. Incroyablement, un léger changement de structure de la CD 1 pour la CD 2 où l'unité adamantyle est maintenant placée au centre de la cavité de la CD entraîne un changement drastique de l'architecture du co-assemblage : des tubes sont obtenus à la place des fibres. Aussi, nous avons découvert que la construction de ces tubes suit un chemin d'assemblage multi-étapes que nous avons suivi et élucidé par des expériences de cinétique en cryo-EM. Nous avons aussi montré que ces tubes pouvaient se former avec de l'ADN simple ou double brin. Afin d'appliquer notre système à la transfection d'ARNm, nous avons ensuite synthétisé une série d'analogues aux CD 1 et 2, en modifiant leurs propriétés de lipophilie et d'auto-assemblage. Nous avons évalué leur capacité à transfecter de l'ARNm in vitro, mais malheureusement aucune efficacité n'a été observée. Pour résoudre ce problème et appliquer notre système à la transfection d'ARNm, nous avons conçu une nouvelle génération de CD s'auto-assemblant et avons prouvé que certaines d'entre elles pouvaient effectivement transfecter de l'ARNm dans des cellules. Nous avons aussi montré que des CDs analogues mais auxquelles nous avons retiré la propriété de s'auto-assembler en oligomères supramoléculaires ne pouvaient pas transfecter l'ARNm. C'est donc la coopérativité entre l'auto-assemblage des CDs par effet hydrophobe et entre les interactions électrostatiques de ces dernières avec l'ARNm qui permet la transfection. Finalement, nous avons commencé la synthèse d'analogues de ce hit afin d'améliorer l'efficacité de transfection et la viabilité cellulaire et avons obtenu des premiers résultats prometteurs. [1] Evenou P., Rossignol J., Pembouong G., Gothland A., Colesnic D., Barbeyron R., Rudiuk S., Marcelin A-G., Ménand M., Baigl D., Calvez V., Bouteiller L., Sollogoub M., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 7753-7758. PCT/EP2016/070892, 5th september 2016, WO/2018/041377, 8th mars 2018Gene therapy is a crucial scientific field we must further develop, and the Covid-19 crisis only confirmed it. Viruses are known to be highly effective genetic material vectors. Among them, the tobacco mosaic virus (TMV) whose coat proteins can self-assemble in a cooperative hierarchical co-assembly with RNA, inspired our group to design a synthetic artificial virus based on cyclodextrins (CDs). Our group synthesized a cationic adamantyl-functionalized CD (CD 1) where the adamantyl is borne by an ammonium bridge and demonstrated its ability to self-assemble into a supramolecular polymer. They we showed that CD 1 could induce transfection of siRNA.[1] To understand its mode of assembly, we studied the CD 1/DNA mixture by Cryo-EM. To our surprise and delight, we found that very long thin fibers were formed. We further proved that they contain many copies of double stranded DNA 18-mer, which are surrounded by self-assembled CD 1, a structure highly reminiscent of TMV. In this work, we also proved that identical architectures are observed with different sizes of single and double stranded DNA. However, we proved that with single stranded DNA, the fibers take longer to build, and we discovered and followed its mechanism of assembly by cryo-EM. Moreover, we studied different parameters in terms of pH, CD/DNA ratios, buffers, concentrations and we have optimized our system and learnt more about the behavior of our assemblies. Amazingly, a slight change of structure of CD 1 into CD 2, where the adamantyl group is positioned in the center of the cavity induces a drastic modification of the co-assembly architecture: tubes were obtained instead of fibers. Besides, we found out that the construction of those tubes follows a multi-steps pathway that have been elucidated by cryo-EM kinetics experiments. We also showed that same tubes can be formed with ssDNA or dsDNA and with different size of DNAs. We then developed a series of analogues of CD 1 and CD 2, tuning their lipophilicity and self-assembling properties. We evaluated the capacity of CD 1 and CD 2 and their analogues to transfect mRNA in vitro. Unfortunately, no transfection was observed. Because of the lack of mRNA transfection efficiency with these CDs, we designed a new generation of self-assembling CDs and proved that some of them, indeed, transfect mRNA into cells. We also proved that CDs which cannot self-assemble are not able to deliver mRNA and that we need cooperativity between the CDs' hydrophobic interactions, allowing the supramolecular oligomers formation, and the electrostatic interactions between the CDs and the mRNA to transfect. Finally, we started to synthetize analogues of this hit to improve transfection efficiency and cell viability and got promising results. [1] Evenou P., Rossignol J., Pembouong G., Gothland A., Colesnic D., Barbeyron R., Rudiuk S., Marcelin A-G., Ménand M., Baigl D., Calvez V., Bouteiller L., Sollogoub M., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 7753-7758. PCT/EP2016/070892, 5th september 2016, WO/2018/041377, 8th mars 201
Cyclodextrin-based supramolecular polymerisation : application to DNA compaction
No full textLa formation de structures nanométriques définies dans l'eau demeure un défi pour les chimistes supramoléculaires. L'interaction entre cyclodextrines beta et adamantane a ici été utilisée pour former des polymères supramoléculaires en solution. L'utilisation d'une structure pontée nous a permis d'éviter la formation de l'espèce auto-incluse et d'augmenter la solubilité de nos dérivés. Les polymères supramoléculaires ont été caractérisés par différentes techniques (ROE, ITC, DOSY, SANS), et forment des espèces linéaires en solution allant jusqu'à 26 unités polymérisées. Celles-ci ont été utilisées pour compacter de l'ADN à des concentrations basses en mettant à profit l'association entre monomères. Un deuxième mécanisme, reposant sur des interactions non spécifiques entre cyclodextrines, a aussi été observé. Enfin, les structures synthétisées ont été utilisées dans la transfection d'ADN plasmidique, mais ne sont pas efficaces. Ce comportement pourrait provenir de leur faible densité de charge.The synthesis of defined nanometric structures in water remains a challenge for supramolecular chemists. The interaction between adamantane and beta cyclodextrin was thus used to build new supramolecular polymers in solution. The use of a bridged structure enabled us to suppress the self-inclusion phenomenon and to enchance the solubility of our compounds. Supramolecular polymers were characterised using several techniques (ROE, ITC, DOSY, SANS), forming linear species up to 26 polymerised units. These structures were used to condense DNA at low concentrations, taking advantage on their host-guest behavior. Another condensation mechanism was discovered, involving non-specific interactions between cyclodextrins. The same structures were used to transfect plasmidic DNA, but were inefficient. This could be due to their low charge density
Synthesis of three-point capped regioisomers of cyclodextrins : study of the cavity distortion
No full textL'utilisation de macrocycles en reconnaissance moléculaire ou en catalyse a suscité un grand intérêt ces dernières années. L'étude de la formation de complexes d'inclusion avec des macrocycles intrinsèquement chiraux permet la reconnaissance plus ou moins spécifique de petites molécules chirales. L'utilisation de cyclodextrines, qui sont chirales car elles sont constituées d'unités D-glucose permet la formation de complexes d'inclusion diastéréoisomères. Au cours de ces dernières années, la modification structurale des cyclodextrines par pontage a permis de montrer que la déformation de la cavité était possible. Cette déformation a conduit à de bons résultats puisqu'une augmentation de la sélectivité est observée grâce à la cavité dans des réactions de catalyse asymétrique. Dans le but de créer de nouvelles formes de cavités pour accroître la sélectivité, différents régioisomères de cyclodextrines tripontées ont été synthétisés. Afin de caractériser la déformation de la cavité, la complexation de métaux encapsulés dans la cavité a été réalisée. Nous avons pu mettre en évidence que les deux motifs régioisomères étaient liés par une relation de pseudo-énantiomérie. La synthèse d'une superbase encapsulée a également été réalisée afin tester les capacités des deux régioisomères en catalyse asymétrique.The use of macrocycles in molecular recognition or in catalysis aroused great interest over the past few years. The study of the formation of inclusion complexes with inherently chiral macrocycles allows the recognition of small chiral molecules which can be more or less specific. The use of cyclodextrins, which are already chiral due to the presence of D-glucose units allows the formation of diastereomeric inclusion complexes. In the last few years, the structural modification of cyclodextrins by bridging gave access to distorted cavities. This distortion led to good results and resulted in an increase of the selectivity offered by the cavity in asymmetric catalysis. In order to create new cavity shapes to increase the selectivity, different regioisomers of tri-bridged cyclodextrins have been synthesized. To characterize the distortion, complexation of metals encapsulated inside the cavity have been achieved. We were able to show that the two regioisomeric patterns had a pseudo-enantiomeric relationship. The synthesis of an encapsulated superbase has also been done in order to test the ability of the two regioisomers to induce a selectivity in asymmetric catalysis
The Power of the Cavity
No full textInternational audienceDr. Pinglu Zhang was born in the Zhejiang Province in China. She received her PhD degree in 2015 from Université Pierre et Marie Curie (Sorbonne University) in Paris under the supervision of Prof. Matthieu Sollogoub. Her PhD work concerned cyclodextrin (N-heterocyclic carbene)-metal complexes for cavity-dependent catalysis. She then joined Prof. Michinori Suginome’s group as a postdoctoral fellow at Kyoto University in Japan. Now, her research focuses on helical polymer structures bearing N-heterocyclic carbenes as ligands for asymmetric catalysis
Hierarchical supramolecular assembly of functionalized cyclodextrins and siRNA, antisens therapy application
No full textL’utilisation de siRNA est une nouvelle approche thérapeutique très prometteuse. Néanmoins leur transfection à visée thérapeutique est un réel défi. Les obstacles à franchir pour élaborer des agents de transfection sûrs et fiables sont nombreux. Afin de les contourner nous nous sommes attachés à la construction d’un système dynamique qui, à l’image des virus, est constitué de briques moléculaires, s’emboitant et interagissant avec des acides nucléiques selon des interactions supramoléculaires. Ainsi, nous avons élaboré des polymères supramoléculaires polycationiques à base de monomères de cyclodextrines pontées, fonctionnalisées par un groupement adamantyle. Ce type de conjugué pallie un problème manifeste dans la littérature concernant les assemblages de β-CD souvent insolubles ou bien auto-inclus. L’ajout éventuel d’une autre fonction cationique pour améliorer l’interaction avec les siRNA a aussi été réalisé. Ainsi, la capacité à s’auto-assembler de quatre composés a été étudiée par RMN-1H, RMN-ROESY, ITC, RMN-DOSY, et SANS. Par ailleurs, ces composés ont montré une certaine capacité à complexer et à protéger les siRNA. L’un de ces composés a de plus montré une bonne aptitude à transfecter des siRNA in vitro, sans induire de toxicité. Les assemblages CD-siRNA ont finalement été observés par cryo-TEM et ont montré la formation de fibres, organisées de manière hiérarchique et hautement coopérative. Nous avons ainsi créé des assemblages supramoléculaires uniques à base d’acides nucléiques, rappelant la structure, la taille et la fonction d’un virus.SiRNA based therapeutics are very promising. A key challenge for their development is the design of sophisticated, safe and effective delivery methods. To address all the biological obstacles for the conception of such therapeutics, we focused on the construction of a virus-like dynamic system, built with molecular bricks, able to self assemble and to interact with nucleic acid through supramolecular interactions. Bridged cyclodextrin based supramolecular polymers were developed to form host-guest interactions. To do so, cyclodextrins were conjugated with cationic and hydrophobic moiety in a spatially controlled way. These conjugates solved problems well known in the literature about the self-inclusion and the solubility in water of such molecules. The ability to self-assemble of 4 compounds were studied by RMN-1H, RMN-ROESY, ITC, RMN-DOSY and SANS. All these compounds showed a good capability to complex and protect siRNA. Moreover, one of these compounds is able to transfect siRNA in vitro without any toxicity, and therefore, to induce gene silencing. Assembly of CD and siRNA were finally observed by cryo-microscopy, which showed long fibres organised in a hierarchical and cooperative manner. This unique system is therefore strongly reminiscent of the structure, size and function of a virus
Cyclodextrin-based hierarchical supramolecular architectures
No full textLa Nature crée des assemblages, de structure primaire (1D) et secondaire (3D) bien maîtrisées, qui réalisent des fonctions biologiques complexes. Dans ce contexte, notre but est de construire des assemblages supramoléculaires hiérarchiques utilisant des monomères de cyclodextrines (CDs), préparés selon la méthode de polyfonctionnalisation des CDs, développée au laboratoire. L'existance d'équilibres compétitifs (auto-inclusion et dimérisation tête à tête) empêchant l'accès aux polymères supramoléculaires (PS) de plus grande taille, a été démontrée. Ainsi, pour s'affranchir de ces espèces compétitives, une stratégie de pontage a été adoptée. Deux familles de composés (mono- et disubstitués) ont été développées montrant des comportements différents. Les composés monosubstitués forment des oligomères supramoléculaires en solution, tandis qu'un assemblage supramoléculaire hiérarchique à l'état solide (trois niveaux) est obtenu avec les dérivés disubstitués. Par ailleurs, le monomère monosubstitué chargé positivement a conduit à une compaction efficace d'une matrice d'ADN double brin, grâce à l'assistance de l'interaction hydrophobe. D'autre part, dans le but de controler la taille d'un polymère supramoléculaire à base de CD, un monomère possédant deux fonctions orthogonales (hôte-invité et paire de base) a été développé. En présence d'une matrice simple brin, la formation d'un pseudo-duplexe d'ADN a été observée, stabilisé grâce à la synergie de l'interaction hydrophobe et de l'appariement des paires de bases.Biological macromolecules and their assemblies (such as enzymes or viruses) perform extremely complex functions, thanks to their structural control. Our aim is to mimic such elaborated tools and build synthetic hierarchical assemblies using building blocks of cyclodextrin (CD). Using the known DIBAL-H reactivity for polyfonctionalization of CDs several monomers were prepared containing host-guest and electrostatic interactions. Thus, we demonstrated that a competitive self-inclusion and head to head dimerization prevent the formation of larger species in solution. To overcome this problem, a bridging strategy was used to cap the CD monomer and attach the two functionalized sugar units. This led to two types of building blocks (mono- and di-substituted) that showed different beahaviour. The monosubstituted compounds formed supramolecular oligomers in solution while disubstituted ones led to a hierarchical supramolecular self-assembly in the solid-state. Furthermore, efficient DNA compaction was performed involving hydrophobic interaction as a result of the use of monosubstituted positively charged CD building blocks. On the other hand, a single stranded DNA was used to control the size of CD-based supramolecular polymers. For this purpose, a CD monomer containing a hydrophobic moiety and a trinucleotide was developed. The host-guest and base pair interaction synergy allowed the formation of a stable DNA pseudo-duplex
What Did Matthieu Beroald Transmit to François Béroalde de Verville?
No full text Many tangible and intangible goods were passed down within early modern families. The goods included texts and the knowledge that texts communicated. But how did they relate to the other goods transmitted within families? That question is explored in relation to the scholar Matthieu Beroald and his son François Béroalde de Verville, author of the famous Moyen de parvenir. Matthieu transmitted to François a humanist education, at least one printed volume (probably more), an interest in certain topics (especially chronology), a network of contacts, but little wealth. And François soon donated to his sisters what wealth he did receive. His relationship to his intellectual inheritance from his father was complex and ambivalent. Aspects of François's attitude towards knowledge may have stemmed, via his father, from two grandfather-figures: Matthieu's own father (a barber-surgeon) and Matthieu's relative and benefactor François Vatable (the Hebraicist). </jats:p
Synthesis and study of asymetrically-bridged regioisomers of cyclodextrins & application for chiral recognition
No full textLe développement de nouveaux récepteurs pour la reconnaissance chirale de petites molécules d'intérêt biologique est un champ important de la chimie hôte-invité, qui permet de mieux appréhender les mécanismes de reconnaissance moléculaire dans le vivant. Les protéines reconnaissent leur substrat par un jeu d'interactions faibles grâce à la disposition précise de certains acides aminés au sein de leur site actif. Lorsque le substrat est chiral, ce n'est pas seulement la chiralité L des constituants acides aminés qui dicte l'énantiosélectivité, mais l'ensemble de la structure tri-dimensionnelle de l'édifice protéique. Dans une approche biomimétique, cette thèse s'est attachée à modeler la forme de la cavité d'α-cyclodextrines (CDs) afin d'augmenter leur asymétrie et d'orienter leur énantiosélectivité dans des processus de reconnaissance chirale. Pour cela, notre stratégie repose sur la déformation de la cavité de CDs par pontage intramoléculaire associé à l'encapsulation d'un cation métallique, ce qui a déjà été mis en évidence dans notre équipe sur des systèmes similaires. C'est pourquoi, au cours de ces travaux de thèse, la synthèse de deux régioisomères de CDs asymétriquement pontées par un motif « tren », et celle des complexes de cuivre(II) correspondants, a été réalisée avec succès. Faisant suite à des études précédentes de notre équipe ayant démontrées le caractère pseudo-énantiomérique de tels régioisomères, nous avons étendu ce concept aux CDs perméthylées hydrosolubles. L'étude de la reconnaissance chirale dans l'eau d'une série de carboxylates chiraux par ces dernières a mis en lumière des sélectivités singulières par ces régioisomères. Notamment un cas d'inversion de l'énantiosélectivité entre nos deux hôtes a été pu être observée. Nous avons ainsi prouvé pour la première fois qu'un couple de CDs régioisomères asymétriquement pontées sont capables d'induire des énantiosélectivités opposées, comme le ferait un couple de véritables énantiomères. Enfin, une dernière partie de ces travaux ont porté sur l'étude préliminaire des propriétés catalytiques de notre couple de régioisomères, dans la catalyse au cuivre d'une réaction de Henry. Notre système s'est révélé peu efficace pour la catalyse asymétrique de cette réaction. Néanmoins, les énantiosélectivités opposées obtenues valident notre concept d'induction chirale par un couple de CDs régioisomères dont la cavité a été déformée par pontage.The development of new receptors for the chiral recognition of small molecules of biological interest is an important field of host-guest chemistry, providing a better understanding of molecular recognition mechanisms in life. Proteins recognize their substrate through a set of weak interactions based on the precise arrangement of certain amino acids within their active site. When the substrate is chiral, it's not only the L chirality of the amino acid constituents that dictates enantioselectivity, but the whole three-dimensional structure of the protein. Taking a biomimetic approach, this thesis project is devoted to shaping the cavity shape of α-cyclodextrins (CDs) in order to increase their asymmetry and direct their enantioselectivity in chiral recognition processes. To this end, our strategy relies on the deformation of the CD cavity by intramolecular bridging associated with the encapsulation of a metal cation, which has already been demonstrated in our team on similar systems. This is why, in the course of this thesis work, we successfully synthesized two regioisomers of asymmetrically tren-bridged CDs, and the corresponding copper(II) complexes. Following our team's previous studies demonstrating the pseudo-enantiomeric character of such regioisomers, we have extended this concept to water-soluble permethylated CDs. The study of the chiral recognition in water of a series of chiral carboxylates by the latter revealed singular selectivities by these regioisomers. In particular, a case of enantioselectivity inversion between our two hosts was observed. We have thus demonstrated for the first time that a pair of asymmetrically bridged regioisomeric CDs are capable of inducing opposite enantioselectivities, as would a pair of true enantiomers. The final part of the project involved a preliminary study of the catalytic properties of our regioisomeric pair, in the copper catalysis of the Henry reaction. Our system proved to be not very efficient for the asymmetric catalysis of this reaction. Nevertheless, the opposite enantioselectivities obtained validate our concept of chiral induction by a pair of regioisomeric CDs whose cavity has been deformed by bridging
- …
