Elaboration de nouvelles métalloenzymes artificielles à partir de métalloporphyrines et d'anticorps monoclonaux
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The goal of the thesis was to develop two strategies to obtain selective oxidation biocatalysts by associating steroid metalloporphyrin to monoclonal anti-steroid antibodies. The first method consisted in developing a metalloporphyrin-testosterone conjugate in order to covalently link the catalyst near the recognition pocket of the antibody. The porphyrin was synthesized, and the porphyrin-testosterone conjugate was obtained by peptidic coupling with a testosterone-bearing arm. In parallel, another strategy has been developed, based on the use of the very strong affinity of anti-steroid antibodies for their antigens, to non-covalently anchor metalloporphyrinic cofactors in the protein’s cavity. Several cofactors were thus synthesized, by associating water-soluble iron or manganese metalloporphyrin with modified testosterone and estradiol. The estradiol-anchor iron cofactor was particularly studied. Studies showed that this last seems to be specifically recognized by the antibody. Moreover, the protein generates a steric obstruction around the porphyrin macrocycle and possibly takes part in the catalysis, according to results of the study of the peroxidase-like activity. Lastly, the association of the cofactor with the antibody made it possible to induce an enantiomeric excess in the reaction of sulfoxidation of thioanisole. These encouraging results validate the possibility of obtaining selective oxidation biocatalysts by non-covalent association of metalloporphyrin-steroid cofactors with anti-steroid monoclonal antibody.
Abstract FR:
Le but de la thèse était de développer deux stratégies permettant d’obtenir des biocatalyseurs d’oxydation sélective en associant des conjugués stéroïde métalloporphyrine à des anticorps monoclonaux anti stéroïde. La première méthode a consisté à développer un conjugué métalloporphyrine-testostérone permettant un couplage covalent du catalyseur à proximité du site de reconnaissance de l’anticorps. La porphyrine a été synthétisée, et le conjugué porphyrine stéroïde a été obtenu par couplage peptidique avec un bras terminé par la testostérone. Parallèlement, une autre stratégie a été développée, basée sur l’utilisation de la très forte affinité d'anticorps anti-stéroïde pour leurs antigènes pour ancrer non-covalemment des cofacteurs métalloporphyriniques dans la cavité de la protéine. Plusieurs cofacteurs ont donc été synthétisés, par association de métalloporphyrines hydrosolubles, de fer ou de manganèse, et d’oestradiol et de testostérone modifiés. Le cofacteur de fer à ancre oestradiol a été particulièrement étudié. Des études ont montré que le celui-ci semble bien être reconnu spécifiquement par l’anticorps. D’autre part, la protéine génère un encombrement stérique au niveau du macrocycle porphyrinique et participe éventuellement à la catalyse, comme l’a montré l’étude de l’activité peroxydasique. Enfin, l’association du cofacteur et de l’anticorps a permis d’induire un excès énantiomérique dans la réaction de sulfoxydation du thioanisole. Ces résultats encourageants valident la possibilité d’obtenir des biocatalyseurs d’oxydation spécifiques par association non-covalente de cofacteurs métalloporphyrine-stéroïde avec un anticorps monoclonal anti-stéroïde.