Illustration de combinaisons peptoïdes. Chacun des monomères liant le métal est représenté par une "griffe" rouge ou bleue. Crédit :Rebecca Abergel/Laboratoire de Berkeley
Une équipe de scientifiques dirigée par Berkeley Lab a développé une bibliothèque de protéines artificielles ou « peptoïdes » qui « chélatent » efficacement ou se lient aux lanthanides et aux actinides, métaux lourds qui composent les éléments dits du bloc f au bas du tableau périodique.
La nouvelle bibliothèque offre aux chercheurs un outil automatisé, méthode à haut débit pour concevoir avec précision de nouveaux peptoïdes - des polymères de type protéine avec une séquence précise d'unités monomères - qui chélatent les lanthanides tels que le gadolinium, un ingrédient commun dans les agents de contraste IRM, et les actinides tels que le plutonium.
Comme indiqué dans le journal Sciences chimiques , les chercheurs ont incorporé des monomères sur mesure dotés de propriétés de liaison au bloc f sur des échafaudages peptoïdes à la fonderie moléculaire de Berkeley Lab. Dans cette première étude, les chercheurs ont assemblé deux monomères bio-inspirés d'hydroxypyridinone et de catécholamide sur des complexes moléculaires appelés "tétramères, " produisant une bibliothèque de 16 peptoïdes chélateurs (également appelés "ligands"). Les chercheurs ont ensuite utilisé une technique basée sur la luminescence pour mesurer la coordination de chaque peptoïde chélateur avec les cations lanthanides (ions chargés positivement) europium et terbium.
Les chercheurs ont découvert que les systèmes de chélation comportant trois et quatre groupes fonctionnels hydroxypyridinone présentent une forte affinité pour les métaux lanthanides, et en particulier l'europium, suggérant que ces chélateurs à base de peptoïdes pourraient être utilisés pour concevoir des ligands sur mesure pour une large gamme d'applications avec des métaux à blocs f, tels que les procédés de séparation chimique, optimisation des dispositifs optiques, et le développement pharmaceutique. En outre, étendre la technique des chercheurs pour incorporer des monomères supplémentaires pourrait potentiellement conduire à des bibliothèques beaucoup plus grandes.
L'étude a été dirigée par Rebecca Abergel, chercheur à la faculté des sciences chimiques du Berkeley Lab et professeur adjoint au département de génie nucléaire de l'UC Berkeley.
