Helma Wennemers

Catalyseur tripeptidique de type H-Pro-Pro-Xaa

Wennemers a développé des tripeptides de la séquence H-Pro-Pro-Xaa (Pro: Proline, Xaa: n'importe quel acide aminé) comme organocatalyseur pour la formation de liaisons carbone-carbone basé sur un mécanisme énamine[5]. En variant soit la configuration absolue des acides aminés soit le groupe fonctionnel du résidu Xaa, il est possible d'obtenir une réactivité élevée, ainsi qu'une stéréosélectivité et une chimiosélectivité élevées autant pour les réactions d'aldolisation[6] que pour les réactions d'addition de Michael[7]^,[8]. Grâce à la modularité des peptides, ce catalyseur peut catalyser des réactions d'addition de Michael d'un aldéhyde et d'une nitro-oléfine utilisant seulement 0.05% en moles de catalyseur tripeptidique[9]. C'est la quantité la plus basse d'organocatalyseur jamais utilisée pour une réaction de formation liaison C-C catalysée par une amine secondaire. Wennemers a également travaillé sur d'autres transformations catalysées par des catalyseurs organiques.

Inspiré par le mécanisme des polycétides synthases naturelles, qui utilisent les thioesters de l'acide malonique (MAHTs, par ex. Malonyl-CoA) comme équivalent d'un énolate de thioester, son groupe a développé des méthodes organocatalytiques pour les transformations stéréosélectives de MAHTs (ainsi que des variations protégées des monothiomalonates, MTMs) avec des électrophiles en utilisant des catalyseurs dérivés des alcaloïdes de Cinchona.

L'utilisation des MAHTs ou MTMs fluorés représente une méthode efficace pour installer de manière stéréosélective des substituants de fluor dans les réactions d'aldol avec des fluoroacétates ainsi que pour les réactions d'addition avec des imines[10]^,[11]^,[12].

Au niveau de la chimie biologique Wennemers utilise des peptides riches en prolines comme mimétique peptidique du collagène ou des oligoprolines pour l'utilisation dans le secteur du ciblage de tumeurs, du transport au travers de la membrane cellulaire ou pour délivrer des médicaments[13]^,[14].

Wennemers utilise des dérivés de proline fonctionnalisés au niveau du carbone γ pour moduler la structure et la stabilité des triples hélices du collagène à chaine courte. En outre, Wennemers a installé aminoproline[15] et γ-azaproline[16] pour contrôler la stabilité conformationnelle de la triple hélice de collagène en fonction du pH.

Dans le secteur des peptides utilisés pour la pénétration des cellules, elle a démontré que la préorganisation des résidus cationiques le long de la chaine principale d'un oligoproline augmente la pénétration cellulaire de ces peptides dans des cellules cancéreuses par rapport aux oligoarginines avec une structure beaucoup plus flexible et sans arrangement défini des charges[14]. Ces CPPs basés sur des oligoprolines se localisent à l'intérieur du noyau cellulaire, et présentent une stabilité protéolytique élevée ainsi qu'une faible toxicité.

Wennemers utilise des peptides pour contrôler la morphologie de matériaux nanostructurés pour fabriquer des systèmes mésoscopiques et macroscopiques hautement ordonnés. Son groupe a développé des tripeptides pour la synthèse contrôlée de nanoparticules d'argent, de palladium, de platine et d'or qui sont dispersives et solubles dans l'eau[17]. Très récemment elle a démontré que les nanoparticules de platine stabilisées par des peptides affichent une toxicité plus élevée envers les cellules hépatiques cancéreuses (HepG2) qu'envers d'autres cellules cancéreuses ou des cellules non-cancéreuses[18]^,[19]. Wennemers s'intéresse également à l'analyse des conjugués d'oligoprolines en combinaison avec des systèmes π-conjugés qui forment des structures avec des morphologies diverses (par exemple des nanofibres, nanotubes, nanocouches). Avec ce type de conjugués elle a réussi à former le premier exemple d'un lacis tissé de manière triaxiale stabilisé par des interactions non covalentes faibles[20]^,[21].