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Chimie : les partenaires du projet Oxycarb mettent en évidence une espèce chimique jusqu’ici jamais observée

La réaction dite de glycosylation est le préalable à la conversion des sucres en des molécules à haute valeur ajoutée que ce soit au sein des organismes vivants ou au laboratoire à des fins technologiques. Bien qu’étudiée et exploitée chimiquement depuis plus d’un siècle, cette réaction gardait jusqu’ici une part d’ombre quant aux détails de son mécanisme. Dans le cadre du projet Oxycarb, des chercheurs français et espagnols viennent de lever le voile sur une partie du mystère en mettant en évidence des cations dits glycosyles. L’existence de ces intermédiaires de la réaction avait été imaginée au plan théorique, mais ils n’avaient encore été jamais observés. Ces travaux ont donné lieu à la publication d’un article dans la revue Nature Chemistry, un média de tout premier ordre dans le domaine des sciences chimiques.

Les sucres jouent un rôle central dans la chimie et la biologie du vivant. Au plan technologique, ils présentent également un fort potentiel, ouvrant des applications allant du domaine médical à la chimie verte. La compréhension du rôle biologique de ces molécules et la connaissance fine de leur chimie sont ainsi des enjeux de connaissance importants.

Percer le mystère d’une réaction chimique

La réaction dite de glycosylation permet l’activation des sucres et constitue ainsi un préalable à la création de composés chimiques « sucrés » ayant de nouvelles fonctions. Cette réaction, indispensable à la vie, a été étudiée et exploitée chimiquement depuis plus d’un siècle. De façon surprenante, les détails de son mécanisme ne sont pas parfaitement connus à ce jour. L’existence de cations dits « glycosyles », considérés comme des intermédiaires réactionnels clés, restait notamment à démontrer. C’est l’objectif du projet Oxycarb. Il réunit dans ce but des chercheurs de l’Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers (IC2MP UMR-CNRS 7285)  et du Center for cooperative research in biosciences (Bilbao- Espagne).

Une première mondiale

La principale difficulté à la mise en évidence des cations glycosyles est leur très faible durée d’existence (demi-vie estimée à une picoseconde en milieu organique). Pour contourner cet obstacle, les chercheurs ont utilisé des conditions dites « superacides » pour générer, stabiliser et étudier la réaction de glycosylation et ses intermédiaires par résonance magnétique nucléaire (RMN) à basse température. L’utilisation des milieux superacides, qui sont des acides plus forts que l’acide sulfurique pur, permet en effet de réaliser des réactions chimiques n’ayant pas leur équivalent en milieu organique classique. Cette approche a permis, pour la première fois au monde, de mettre en évidence, d’identifier et de caractériser certains intermédiaires réactionnels glycosidiques cationiques impliqués dans les réactions de glycosylation. Ce travail a donné lieu à la publication d’un article dans la revue Nature Chemistry, un média de tout premier ordre dans le domaine des sciences chimiques.

Le projet Oxycarb - Utilisation de conditions superacides pour la mise en évidence d’intermédiaires réactionnels inédits en glycochimie

Financé en 2012 par l’ANR dans le cadre de son programme blanc, le projet Oxycarb réunit des chercheurs de l’Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers (IC2MP UMR-CNRS 7285) et des chercheurs espagnols (CICbiogune). Il a reçu un soutien de l’ANR de 210 k€. Ce projet était également financé par le CNRS (programme PICS) et l’Académie des Sciences (Fondation pour le développement de la chimie des produits naturels) et soutenu par l’Université de Poitiers et la région Poitou-Charentes.

 

Référence
A. Martin, A.     Arda, J. Désiré, A. Martin-Mingot, N. Probst, P. Sinaÿ, J. Jiménez-Barbero, S. Thibaudeau & Y. Blériot Catching elusive glycosyl cations in a condensed phase with HF/SbF5 superacid Nat. Chem. 23 novembre 2015 DOI: 10.1038/NCHEM.2399

En savoir plus :

17.12.15