Des chercheurs exploitent l'échange de fluorure de phosphore pour "cliquer" ensemble sur de nouvelles molécules

May 09, 2023

7 juin 2023

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par le laboratoire de Cold Spring Harbor

Pour des chimistes comme le professeur John Moses du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), la diversité est une porte d'entrée vers la découverte. Plus les scientifiques ont de molécules à explorer, plus il est probable qu'ils trouveront quelque chose d'utile. Grâce aux dernières avancées du laboratoire de Moses, ils peuvent désormais assembler rapidement une vaste gamme de molécules complexes. Parmi ces molécules, Moses espère trouver de nouvelles thérapies efficaces contre le cancer. La recherche est publiée dans la revue Chem.

En collaboration avec le double lauréat du prix Nobel K. Barry Sharpless, le laboratoire de Moses a mis au point une transformation chimique qu'ils appellent l'échange de fluorure de phosphore, ou PFEx. PFEx assemble efficacement des blocs de construction chimiques pour former de nouvelles molécules, dans un processus fiable connu sous le nom de chimie du clic. La chimie du clic offre déjà aux chimistes un ensemble d'outils puissants. En tant que dernier ajout à cette trousse à outils, PFEx s'inspire de la biologie et utilise le phosphore comme connecteur chimique.

À l'intérieur des cellules, le phosphore structure l'ADN et maintient ensemble les molécules essentielles de stockage d'énergie. C'est un connecteur polyvalent. Il peut facilement connecter plusieurs groupes chimiques. Ces groupes peuvent être disposés autour du moyeu phosphoreux pour créer des formes tridimensionnelles.

Moïse dit : « La nature a reconnu son importance, c'est un groupe privilégié. Si nous essayons de fabriquer des médicaments qui interagissent avec la biologie, nous ne devons pas ignorer ce fait.

Les chimistes peuvent désormais utiliser PFEx pour assembler plusieurs composants chimiques différents autour d'un seul hub de phosphore. En incorporant plus de connecteurs phosphoreux, ils peuvent construire des molécules encore plus complexes. "Nous décorons maintenant cette liaison tridimensionnelle. Et cela va nous permettre d'accéder à un nouvel espace chimique", a déclaré Joshua Homer, chercheur au CSHL. "Lorsque vous accédez à un nouvel espace, vous accédez à une nouvelle fonction."

Les réactions PFEx pourraient même permettre aux médicaments de se verrouiller sur leurs cibles à l'intérieur du corps. L'équipe de Moses a déjà commencé à explorer PFEx comme source de thérapie contre le cancer. L'un des avantages de cette approche est que les chercheurs peuvent optimiser la réactivité des molécules impliquées dans les réactions PFEx. Cela pourrait garantir que les médicaments potentiels n'interagissent qu'avec leurs cibles souhaitées, réduisant ainsi le risque d'effets secondaires.

Les chercheurs s'attendent à ce que leur nouveau type de chimie du clic aide à créer des matériaux aux propriétés utiles. Par exemple, PFEx peut être utilisé pour incorporer des retardateurs de flamme ou des antimicrobiens dans de nouvelles surfaces. Moses affirme que les matériaux PFEx auront un avantage important par rapport aux "produits chimiques éternels" que l'on trouve dans de nombreux produits d'aujourd'hui. Les liaisons phosphorées ne sont pas excessivement stables. Cela signifie qu'ils peuvent être facilement décomposés lorsqu'un produit est prêt à être recyclé.

Plus d'information: John E. Moses, Échange de fluorure de phosphore : chimie multidimensionnelle des clics catalytiques à partir des moyeux conjonctifs de phosphore, Chem (2023). DOI : 10.1016/j.chempr.2023.05.013. www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00245-0

Informations sur la revue :Chimie

Fourni par Cold Spring Harbor Laboratory