Magnétisme et détection d’activité enzymatique

Magnétisme et détection d’activité enzymatique

Mise au point d’une méthode magnétique pour détecter spécifiquement la présence et l’activité d’un analyte chimique, en l’occurrence l’enzyme pénicilline amidase

Représentation du principe de l’analyse de l’enzyme pénicilline amidase par un complexe de fer, dans les conditions biologiques (37°C et pH = 7,4)
Disposer d’une molécule capable de signaler la présence et l’activité d’un composé à analyser (un analyte) dans un milieu complexe comme un prélèvement clinique ou un organisme vivant est d’un grand intérêt. Des chercheurs du laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon (CNRS/Université Claude-Bernard Lyon 1) sont parvenus à synthétiser une molécule non-magnétique qui devient irréversiblement paramagnétique en réponse à la présence de l’enzyme pénicilline amidase. Ces résultats font l’objet d’une publication dans la prestigieuse revue allemande Angewandte Chemie.
Mettre au point une sonde à deux états (comme un interrupteur OFF/ON) fonctionnant en milieu biologique, donc dans l’eau à pH 7,4 et à 37°C, est toujours une avancée remarquable. La sonde, dans ce cas, confère au milieu une propriété magnétique qui se détecte facilement : le paramagnétisme. Ces sondes sont originales car les précédents travaux dans le domaine nécessitaient un milieu acide et/ou un solvant organique, bien évidement impropres aux analyses en milieu biomédical. La sonde en question présente l’intérêt d’être spécifique à la pénicilline amidase, au sens où d’autres analytes aux propriétés proches n’activent pas la sonde.
Cette sonde est constituée d’un ion fer(II) entouré d’un ligand fixé au métal par six atomes d’azote qui, dans ce cas, forcent les électrons du fer à rester par paires (voir figure). Il en résulte une absence de propriété magnétique (diamagnétisme). Dans les conditions ad hoc, le ligand est irréversiblement fragmenté et quatre des électrons du fer se retrouvent célibataires, lui conférant son paramagnétisme. Ces sondes sont rapides à synthétiser ce qui augure bien pour une éventuelle production peu couteuse. La technique ainsi élaborée, une fois couplée avec une résolution spatiale, permettra non seulement de détecter la présence, mais également le lieu où se trouve l’analyte, et cela dans des conditions où les autres méthodes de détection (principalement optiques) sont inopérantes. La modification de la sonde est envisagée pour la recherche d’autres analytes.

Références :
Angewandte Chemie International Edition, Volume 52, Issue 17, pages 4654’4658, April 22, 2013 - Touti, Faycal; Maurin, Philippe; Hasserodt, Jens - Magnetogenesis under Physiological Conditions with Probes that Report on (Bio-)Chemical Stimuli.