Synthèse stéréosélective de nucléosides ratiométriques fluorescents de type 2-aryl-3-hydroxychromone : incorporation dans des séquences d'oligonucléotides et étude des propriétés biophysiques
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Abstract EN:
From its high sensitivity, fluorescence spectroscopy is an important tool for studying nucleic acid/ligand interactions and their dynamic. Recently, several fluorescent nucleoside analogues were reported in the literature. However, these classically used dyes display severe limitations in a number of cases which largely limit their applications. Consequently, there is a strong demand for new sensitive nucleoside probes with improved spectroscopic properties. On the other hand, 3- hydroxychromones (3-HC) have been shown to be powerful fluorescence probes for a large variety of applications in model membranes, biomembranes and proteins. However, until now, no study with 3-HC labelled nucleic acids was described in literature. In this context, our objective was to synthesize new modified fluorescent nucleosides where the natural base is substituted or functionalized by a 3-HC chromophore, to study the spectroscopic properties of these dyes, to incorporate them into oligonucleotides and to study the biophysical and photophysical properties of the 3-HC labelled oligonucleotides. To attain this goal, we have first developed two strategies to obtain several nucleoside analogues bearing at the anomeric position different aryl groups. In a second step, using these procedures and other original routes eight 3-HC fluorescent probes were prepared and characterized for their absorption and fluorescence properties. These studies showed that each probe has its own spectral signature and some of them are particularly sensitive to the nature of the environment. Finally, the probes with the highest sensitivity to environment change and the most appropriate photophysical properties in aqueous media were selected and incorporated into oligonucleotides.
Abstract FR:
La spectroscopie de fluorescence est un outil extrêmement sensible pour étudier les interactions acides nucléiques/ligands et leur dynamique. Cependant, les sondes fluorescentes dérivées d’analogues de nucléosides actuellement disponibles présentent des inconvénients qui limitent leur utilisation. C’est pourquoi, la recherche d’analogues nucléosidiques présentant des propriétés de fluorescence optimisées fait l’objet d’efforts soutenus. D’autres part, les 3-hydroxychromones (3-HC) sont des sondes de fluorescence sensibles qui possèdent des propriétés remarquables, exploitées entre autres, pour étudier les membranes et les protéines. Cependant, aucune étude avec des acides nucléiques marqués avec ces sondes n’a encore été décrite. Dans ce contexte, notre objectif a été de synthétiser plusieurs analogues nucleosidiques de type 2-aryl-3-HC, d’étudier les propriétés spectroscopiques des sondes libres, de les incorporer dans des séquences d’oligonucleotides et d’étudier les propriétés biophysiques et photophysiques des oligonucléotides marqués par ces sondes. Au cours de ce travail, nous avons développé deux stratégies de synthèse pour accéder à plusieurs analogues de nucléosides ayant comme partie aglycone un groupement aryle. Puis, nous avons réalisé la synthèse de 8 sondes de fluorescence de type 2-aryl-3-HC. L’élaboration de ces sondes, nous a conduit à mettre au point plusieurs voies de synthèse originales. Les propriétés d’absorption et de fluorescence des composés obtenus ont ensuite été déterminées. Ces études ont montré que chaque sonde avait sa propre signature spectrale et que certaines d’entre elles étaient particulièrement sensibles à la nature du milieu. Enfin, les sondes les plus prometteuses ont été incorporées dans des séquences d’oligonucléotides.