Ils se produisent dans la nature, sont réactifs et jouent un rôle dans de nombreux processus biologiques :les polyènes. Il n'est pas étonnant que les chimistes s'intéressent depuis longtemps à la construction efficace de ces composés, notamment afin de pouvoir les utiliser pour de futures applications biomédicales. Cependant, de telles conceptions ne sont actuellement ni simples ni bon marché et présentent des défis majeurs aux chimistes organiques. Des scientifiques de l'Université de Münster (Allemagne) dirigés par le professeur Ryan Gilmour ont maintenant trouvé une solution bio-inspirée au problème :ils ont réussi à construire des polyènes complexes tels que l'acide rétinoïque à partir de simples, blocs de construction alcènes géométriquement bien définis. Pour faire ça, les scientifiques utilisaient de petites molécules comme « antennes » qu'ils excitaient avec de la lumière, permettant ainsi à des réactions chimiques difficiles de se dérouler via un processus connu sous le nom de "catalyse par transfert d'énergie".

"Le processus nous offre une lumière, solution opérationnellement simple à une énigme qui nous occupe depuis longtemps, " dit le Dr John J. Molloy, le premier auteur de l'étude. La nouvelle possibilité de former des polyènes complexes pourrait faciliter l'exploration de ces matériaux bioactifs pour la découverte de médicaments. L'étude a été publiée dans la revue Science .

Contexte et méthode :

Les alcènes utilisés par les scientifiques sont des unités structurelles qui peuvent exister sous deux formes géométriques non équivalentes. Ces soi-disant stéréoisomères, c'est-à-dire composés dans lesquels le motif de liaison est le même mais qui diffèrent dans l'arrangement spatial des atomes - sont une source précieuse d'informations chimiques en biologie et sont des caractéristiques structurelles communes dans les molécules complexes plus grandes telles que la rétine, un dérivé de la vitamine A. Même si, la géométrie des alcènes joue un rôle central dans la fonction, par exemple. régulariser le cycle visuel des mammifères, les stratégies pour accéder aux blocs de construction alcènes définis géométriquement pour la synthèse itérative sont manifestement sous-développées. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour accéder à chaque isomère indépendamment, ils sont souvent en proie à une mauvaise sélectivité ou nécessitent de laborieuses campagnes de synthèse indépendantes.

Tout comme les plantes convertissent la lumière en énergie, les chercheurs ont attelé de petits, molécules organiques peu coûteuses sous irradiation pour « basculer » les blocs de construction alcènes communs dans la forme la plus difficile. Ce processus est appelé « catalyse par transfert d'énergie ».

Ces matériaux étant fonctionnalisés sur les deux sites, ils pourraient être étendus de manière itérative pour construire des polyènes bioactifs complexes tels que l'acide rétinoïque, qui peut exister sous de multiples formes en raison de la stéréoisomérie des alcènes. L'équipe de Münster a démontré la puissance de sa méthode en bref, synthèses stéréocontrôlées de deux médicaments à base d'acide rétinoïque, l'isotrétinoïne et l'alitrétinoïne.

La nouvelle méthode combine l'importance de la chimie carbonyle dans la biosynthèse avec la polyvalence des motifs organoborés dans la chimie organique contemporaine. "Cet article est dédié au Prof. Duilio Arigoni, qui est décédé récemment. C'était un pionnier de la chimie bio-organique avec qui j'ai eu le plaisir de travailler à Zurich il y a des années et il a souvent souligné l'urgence de ce problème. Cette solution innovante témoigne du travail acharné, innovation un dévouement d'un groupe très talentueux de collègues très motivés, ", dit Ryan Gilmour.