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Jeudi 6 Juin 2013

14h - Bibliothèque du CRMD

Les biomolécules et le monde minéral : vectorisation, dépollution et origines de la vie

Dr. Maguy Jaber
Laboratoire de Réactivité de Surface, Equipe Bioninterfaces - UPMC

Résumé :

Avant la biochimie, existait certainement un monde minéral, déjà riche en complexité et évolutif. Cette structuration du minéral peut-elle avoir influencé, facilité, orienté... la structuration des biomolécules, dont les précurseurs étaient fournis par la chimie prébiotique ou livrés par les météorites ?

Cette présentation portera sur la réactivité de certaines biomolécules avec des matrices minérales poreuses. Le L-DOPA est une molécule fascinante. Acide aminé non essentiel, précurseur de neurotransmitteurs (dopamine, épinéphrine) est capable de passer la barrière sang-cerveau, il est utilisé pour cette raison dans le traitement de la maladie d’Alzheimer. Le confinement de cette molécule dans deux types de matériaux poreux nous a permis de comprendre la complexité de son mécanisme d’oxydation. La cystéine, quant à elle, possède différentes fonctionnalités complexantes permettant de préparer des composites capables de piéger des polluants inorganiques et organiques avec des teneurs élevées.

Par ailleurs, les matrices argileuses présentent un intérêt du point de vue de la sélectivité d’adsorption des acides aminés, qui constitue un des problèmes les plus épineux de beaucoup de scénarios prébiotiques. Comment, à partir des mélanges très complexes de molécules apparentées formées lors des épisodes précédents, un nombre limité de biomolécules a-t-il pu être sélectionné pour la construction du vivant ? Une première réponse est l’adsorption sélective. Elle est amplement démontrée dans le cas de l’adsorption sur les argiles de type smectite, échangeurs cationiques, qui peuvent concentrer sélectivement les acides aminés dont la spéciation favorise une forme cationique. L’inverse est vrai pour les hydrotalcites, échangeurs anioniques, et d’autres sélectivités d’adsorption moins immédiates à rationaliser sont parfois observées. Les progrès vers la compréhension fondamentale de cette réactivité sont assez lents car les systèmes impliqués ont toujours été étudiés de façon très phénoménologique. L’approche « réactivité de surface » reste à développer.

Ce type d’études dans un domaine encore largement en friche représente un progrès qualitatif vers la compréhension du transfert d’information chimique du domaine inorganique vers le domaine du vivant. Au-delà des acides aminés, des phénomènes semblables paraissent se manifester dans la polymérisation des phosphates, ou la phosphorylation des molécules organiques. En résumé, les résultats de ces études représentent un pas important vers la compréhension de la chimie prébiotique, mais également ils peuvent être utilisés pour le développement de matériaux nouveaux et ouvrir la porte vers de nouvelles applications.