Design et synthèse de plates-formes polyfonctionnelles pour l'inhibition de protéases

La production de b-lactamases est la principale cause de résistance bactérienne aux antibiotiques de type b-lactame. Ces enzymes inactivent les antibiotiques en hydrolysant la liaison amide du cycle b-lactame. Notre laboratoire s'intéresse à la synthèse et l'évaluation biologique d'inhibiteurs potentiels des b-lactamases des classes A, B, C et D. La cristallisation de BS3, une b-lactamase de la classe A, dans un tampon citrate a révélé le rôle inattendu de ce composé qui est parfaitement positionné dans la cavité enzymatique. Le citrate est un inhibiteur de toutes les b-lactamases de la classe A, actif au niveau micromolaire. Ces observations récentes effectuées au Centre d'Ingénierie des Protéines (Université de Liège) nous ont permis de considérer le citrate comme un lead pour la conception de nouveaux inhibiteurs sélectifs et de hautes affinités des b-lactamases. Tout d'abord, nous avons essayé d'augmenter l'affinité dans la cavité enzymatique en remplaçant la fonction alcool par une fonction amine sur laquelle nous pouvons fixer une variété de chaînes latérales. Le replacement d'une (ou deux) fonctions acides carboxyliques par les acides phosphoniques et l'allongement d'une ou deux chaînes acides pour créer de nouvelles interactions ont aussi été envisagées. Différents dérivés aminés du citrate et de l'iso-citrate ont été synthétisés et une évaluation de leur activité biologique a été effectuée sur différentes b-lactamases et sur R39. Le complexe entre l'aminocitrate et BS3 a été analysé par diffraction des rayons X. Plusieurs dérivés aminophosphoniques et bis-phosphoniques ont été synthétisés et leur potentiel inhibiteur a été évalué sur différentes PBPs. Finalement, la capacité complexante de certaines des molécules synthétisées a été évaluée par spectrométrie de masse.The production of b-lactamases represents the most widespread and often the most efficient mechanism devised by bacteria to escape to the lethal action of b-lactam antibiotics. Our research focuses on the synthesis and the biological evaluation of potential inhibitors of classes A, B, C and D b-lactamases. The crystallization of class A b-lactamase BS3 from a citric acid buffer revealed the unexpected role of this compound which is perfectly located in the enzymic cavity. The citrate is an inhibitor of all class A b-lactamases at the micromolar level. These recent observations carried out in the Centre d?Ingénierie des Protéines (université de Liège) led us to consider the citrate as a lead for the design of new selective and high affinity inhibitors of b-lactamases. We tried to increase the binding in the enzymic cavity by replacing the alcohol function by an amine function on which we could fix a variety of lateral chains. We have also considered the replacement of one (or two) carboxylic functions with the bioisoster phosphonic acids and the lengthening of one or two acidic chains to create novel interactions. Several derivatives of the amino-bioisoster of citric acid have been synthesized with carboxylic or ester functions and the biological activity of aminocitrate derivatives has been evaluated against PBPs (Penicillin Binding Proteins). The complex between the aminocitrate and BS3 has been analysed by X-Ray diffraction. The amino phosphonic and bis-phosphonic derivatives have been synthesized and the biological evaluation has been achieved against PBPs. Finally, the complexing capacity of several molecules has been evaluated by mass spectrometry.(CHIM 3) -- UCL, 200