sujets memoire 2014_Duwez

alternative. These anthropom
graphically using the 7NP olig
isolated with members in all
Fig. 2. A selection rule that forbi
adjacent DNP sites also agrees
that is stabilized by conti
observed21 in the donor–acce
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Nanochimie et Systèmes Moléculaires
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Prof. A.-S. Duwez
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1. Etude de nano-architectures'non conventionnelles: les oligorotaxanes
' moléculaires synthétiques repliées, inspirées des structures et
Les foldamères sont des architectures
Sujets de mémoire
fonctions des biopolymères naturels. Le repliement est un processus sélectionné par la nature pour
pouvoir réaliser des tâches chimiques ou mécaniques, comme la catalyse enzymatique, le stockage
d'information, la duplication des acides
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dernières années.
Très récemment, une classe d'oligomères synthétiques se trouvant à l'intersection entre le domaine
des molécules
mécaniquement
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la"structure
détaillée et la dynamique du système en
solution restent controversées et l'idée même d'une structure repliée en solution est un sujet à débat.
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Nous proposons
ici d'étudier
des foldamères
d'oligorotaxanes
par
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de force AFM afin de
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2. Etude de nano-architectures hélicoidales non conventionnelles: les foldamères
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oligoamide aromatiques
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Les foldamères sont des architectures moléculaires synthétiques repliées, inspirées des structures et
fonctions des biopolymères naturels. Le repliement est un processus sélectionné par la nature pour
pouvoir réaliser des tâches chimiques ou mécaniques, comme la catalyse enzymatique, le stockage
d'information, la duplication des acides nucléiques, le transport,...
Etant donné que les repliements des biomolécules sous-tendent leur fonction, nous pouvons imaginer
qu'en conférant aux molécules synthétiques des structures secondaires repliées, un vaste éventail de
matériaux fonctionnels avec de nouvelles propriétés émergentes serait potentiellement accessible. La
synthèse de molécules artificielles adoptant des structures secondaires repliées est en effet un
domaine de recherche très actif et très riche ces dernières années.
Récemment, des architectures moléculaires hélicoidales ont pu être produites à partir d'un squelette
oligoamide aromatique. La structure exacte est bien caractérisée en phase solide, mais très peu de
choses sont connues quant au comportement dynamique en solution. Dans le cadre de ce mémoire,
nous étudierons par spectroscopie de force AFM différents foldamères de longueur variable, dans
différents solvants afin de moduler les interactions intramoléculaires responsable de la structure
hélicoidale.
3. Etude des mécanismes de dissociation de séquences d’ADN en présence de
ligands.
De courtes séquences d’ADN sont continuellement sujettes à la séparation en simple brins dans les
processus cellulaires de transactions génomiques (transcription, réplication, …). La liaison de petits
ligands à ces séquences peut affecter ces mécanismes vitaux. Bien que la recherche de molécules se
liant à des séquences spécifiques soit en plein essor, avec des applications prometteuses dans les
domaines de diagnostic et thérapeutique biomédicale, l’effet exact de ces ligands sur la séparation de
la double hélice en simple brins reste peu connu. Ce travail contribuera à une meilleure
compréhension du comportement de dissociation d’un complexe stable ligand-ADN sous une force.
Nous utiliserons la spectroscopie de force sur molécule unique, basée sur l'AFM, pour mesurer les
forces de rupture d'un court duplexe et de ses complexes avec un ligand du petit sillon et un
intercalant.
a
b
5’-GGT AAA TTT AGG-3’
5'-CCT AAA TTT ACC-3'
5'-HS(CH2)6-T24-3'
Figure 1
c
4. Reconnaissance moléculaire entre peptides et surfaces inorganiques
La biomimétique moléculaire est une science émergente qui vise à reproduire artificiellement des
propriétés essentielles d'un ou plusieurs systèmes biologiques. Elle exploite les mécanismes de la
nature pour les appliquer dans différents domaines technologiques. Ces dernières années, on
constate un engouement pour la biomimétique dans la science des matériaux en vue de développer
de nouvelles applications inspirées de la nature et non envisageable jusqu’alors par les technologies
classiques.
La technologie GEPI se base sur des peptides conçus par génie génétique, capables de fixer
spécifiquement un composé inorganique. Outil de base de la biomimétique moléculaire, le GEPI est
utilisé comme module de construction pour diriger l’assemblage hiérarchisé, à l’échelle moléculaire,
de matériaux hybrides (organique/inorganique) avec un contrôle sur la composition et la forme.
Il existe entre autres des GEPIs capables de lier les métaux nobles (Au, Pt, Pd, Ag), les oxydes
métalliques (SiO2, ZnO, TiO2), les semi-conducteurs (GaAs, ZnS), … Le GEPI a une spécificité
élevée: il peut par exemple distinguer deux oxydes différents voire même des structures cristallines
différentes d’un même composé.
Dans le cadre de ce mémoire, nous grefferons différents GEPIs sur des pointes AFM et nous
évaluerons leur capacité à reconnaître une surface pour laquelle ils ont été optimisés via la mesure
des forces d'interactions entre la pointe et la surface. Les séquences des acides aminés du GEPI
seront modifiées (changement de la position d'un acide aminé, remplacement d'un acide aminé) afin
d'évaluer l'impact de changements mineurs sur le potentiel de reconnaissance.
5. En fonction des souhaits des étudiants, ces sujets peuvent être adaptés, d'autres
proposés.