UE 3.5C – Chimie bio-inorganique – 6 ECTS Noms des enseignants de l’UE : O. Reinaud (coordinateur), JP. Mahy, D. Mansuy, F. Banse, D. Padovani Objectifs pédagogiques : Connaître et comprendre le rôle des ions métalliques en biologie à l’aide de principes de base de chimie de coordination, chimie redox et chimie biologique : Structure, mécanisme et réactivité des grandes classes de métallo-enzymes, Transfert d’électrons, transport ou activation de petites molécules (H2O, O2, NO), (bio)chimie radicalaire (vit. B12) Rôle biologique, inhibition, conséquences pharmacologiques. Conception et études de systèmes modèles. Chimie biomimétique, chimie bioinspirée. Prérequis : Bases de chimie de coordination et d’enzymologie. Notions de chimie redox Programme : Panorama -Rôle des métaux en biologie, présentation du domaine de la chimie bioinorganique -Bases de la chimie de coordination des métaux de transition en milieu biologique -Transfer d’électrons en biologie : bases moléculaires, exemple de la chaîne respiratoire -Utilisation du dioxygène par les organismes aérobies : activation de O2 pour la production d’énergie, la défense de l’organisme, et les grandes voies métaboliques -Les dangers de l’activation de O2 : stress oxydant et systèmes de défense -Diversité des enzymes à fer impliquées dans la vie aérobie -Implications des métallo-enzymes en pharmacologie et toxicologie. Les hémoprotéines (D. Mansuy, J.-P. Mahy) -Modulation et contrôle de la réactivité de l’hème par l’apoprotéine : transfert d’électrons, activation de O2 (P-450, cyclooxygénase) et de H2O2 (peroxydases, catalase) -Design rationnel de systèmes biomimétiques, modèles de P-450 et de peroxydases, catalyseurs d’oxydation Les protéines à cuivre (O. Reinaud) -Types 1 et A : transfert d’électrons -Type 2 : oxydation de la dopamine (dopamine beta-hydroxylase), de peptides (peptidyl amidading hydroxylase) et d’amine (amine oxydases), protection contre l’anion superoxyde (superoxyde dismutases) -Type 3 : du transport de O2 vers l’activation de O2 (tyrosinase, catécholase) -Centres de réduction de O2 à 4 électrons : céruloplasmine, cytochrome c oxydase -Systèmes modèles Les enzymes à fer non héminique (F. Banse) -(Bio)chimie des fer-oxo -(Bio)chimie de la vitamine B12 et dérivés (cobalt) (D. Padovani) Compétences acquises : La connaissance et la compréhension des grandes classes de métallo-enzymes doit permettre à l’étudiant de i) raisonner de manière transversale, cad de faire un lien entre ses connaissances en chimie et en enzymologie, ii) de comprendre l’importance et le sens des réactions redox dans le métabolisme, la signalisation et la protection, iii) de prédire les réactions de transformation de xénobiotiques iv) de comprendre le mécanisme d’action d’inhibiteurs ciblant spécifiquement une enzyme et donc d’être en mesure d’en imaginer de nouveaux, iv) de découvrir la chimie bio-inspirée et ses développements potentiels. La découverte des mécanismes moléculaires des métallo-enzymes devient alors une source d’inspiration et de création pour le chimiste. Evaluation : Contrôle terminal (100%)