Bisubstrat, Méthyltransférase d'ARN, Chimie des nucléosides, Modification m6A, S-adénosyl-L-méthionine

Les méthyltransférases d'ARN (RNMTs) catalysent la méthylation d'ARN avec la S-adénosyl-L-méthionine (SAM) comme donneur du groupement méthyle. La méthylation en position N-6 de l'adénosine est la modification la plus abondante présente sur la plupart des ARN. Elle contribue à la régulation de différents processus biologiques dans les trois domaines de la vie et la perturbation de ce processus de méthylation est relié à certaines maladies chez l'Homme.Cependant, cette famille d'enzymes reste relativement peu explorée par la communauté de chimie médicinale et de nouvelles molécules sont nécessaires à leurs études. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse est la synthèse d'outils chimiques pour réaliser des études structurales destinées à améliorer notre compréhension du mécanisme de méthylation. Ces outils chimiques sont des analogues de bisubstrats pour les RNMT, obtenus par création d'un lien covalent entre un analogue de SAM et un mime du substrat ARN via différents espaceurs. Tout d'abord, l'adénosine a été choisi comme mime de substrat pour la synthèse de quatre conjugués SAM-adénosine portant des chaînes alkyles comme espaceurs. L'étape clef de la stratégie de synthèse consiste en la fonctionnalisation d'une adénosine sur la position N-6. Cette fonctionnalisation a été réalisée par substitution nucléophile aromatique d'un électrophile activé, la O6-benzotriazolyl-inosine. Pour mimer le nombre d'atomes impliqués dans l'état de transition de la réaction de méthylation, le motif urée a été introduit en tant que linker, ce qui a conduit à l'obtention de deux nouveaux bisubstrats. La cycloaddition 1,3-dipolaire de Huisgen-Sharpless a aussi été utilisée pour obtenir deux analogues supplémentaires portant un lien triazole. Cette approche a mené à la formation d'analogues modifiés en positions N-1 ou N-6 de l'adénosine. Dans un deuxième temps, afin d'étendre la partie mimant le substrat ARN, des di-nucléotides ont été post-fonctionnalisés avec un analogue de SAM par substitution nucléophile aromatique. Finalement, les études structurales réalisées par nos collaborateurs sur la RNMT d'ARN ribosomal RlmJ ont mené à la première structure d'un complexe formé par une RNMT et un conjugué SAM-adénosine. Les données sont essentielles pour une meilleure compréhension du mécanisme de méthylation et le développement futur d'inhibiteurs de RNMT.