Responsable d’équipe : Philippe Pierrat, philippe.pierrat@univ-lorraine.fr

Contacts : Mathilde Bouché & Katalin Selmeczi, mathilde.bouche@univ-lorraine.fr, katalin.selmeczi@univ-lorraine.fr

Au sein du Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire (L2CM UMR 7053) de Nancy, l’équipe Ingénierie de Complexes Métalliques (InCoMe) qui regroupe 5 chercheurs permanents, s’intéresse au développement de complexes bio- et photoactifs à base de métaux abondants et à leurs applications dans les domaines de la conversion d’énergie et de l’interface avec le vivant. En particulier, en alliant synthèse de ligands originaux et études de coordination, nous cherchons à moduler de façon rationnelle les propriétés de la sphère de coordination des complexes afin d’établir des relations structure/propriétés nécessaires à leurs applications. 

Quelques références significatives :

• M. Bouché, C. Hognon, S. Grandemange, A. Monari, P. C. Gros, Recent advances in iron-complexes as drug candidates for cancer therapy: reactivity, mechanism of action and metabolites, Dalton Trans. 2020, 49, 11451
• M. Delcroix, A. Reddy Marri, S. Parant, P.C. Gros, M. Bouché, Water-soluble Fe(II) complexes for theranostic application: Synthesis, photoacoustic imaging and photothermal conversion, Eur. J. Inorg. Chem. 2023, 26, 27, e202300138
• G. Csire, F. Dupire, L. Canabady-Rochelle, K. Selmeczi, L. Stefan, Bio-inspired casein-derived antioxidant peptides exhibiting a dual direct/indirect mode of action, Inorg. Chem. 2022, 61, 1941.
• G. Csire, L. Canabady-Rochelle, M.-C. Averlant-Petit, K. Selmeczi, L. Stefan, Both metal-chelating and free radical-scavenging synthetic pentapeptides as efficient inhibitors of reactive oxygen species generation, Metallomics, 2020, 12, 1220.
• F. Mangin, Ch. Collet, V. Jouan-Hureaux, F. Maskali, E. Roeder, J. Pierson, K. Selmeczi, P.-Y. Marie, C. Boura, N. Pellegrini-Moïse, S. Lamandé-Langle, Synthesis of a DOTA-C-glyco bifunctional chelating agent and preliminary in vitro and in vivo study of [68Ga]Ga-DOTA-C-glyco-RGD. RSC Adv. 2021, 11, 7672.
• C. Cebrián, A. Monari, X. Assfeld, P.C. Gros, S. Haacke, Ultrafast Spectroscopy of Fe(II) Complexes Designed for Solar Energy Conversion: Current Status and Open Questions, ChemPhysChem, 2022, 23(7), e202100659.
• A. Reddy Marri, E. Marchini, V. Diez Cabanes, R. Argazzi, M. Pastore, S. Caramori, P.C. Gros, Panchromatic light harvesting and record power conversion efficiency for carboxylic/cyanoacrylic Fe(II) NHC co-sensitized FeSSCs, Chem. Sci. 2023, 14, 4288.

Laboratoire: Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (UMR CNRS-Université de Lorraine 7274, institut Ingénierie du CNRS)

Équipe: BioProMo

Contact: Laetitia CANABADY-ROCHELLE

Au sein du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (UMR CNRS-Université de Lorraine 7274, institut Ingénierie du CNRS), le groupe “Molécules Biofonctionnelles et Bioactives” de l’axe Bioprocédés-Biomolécules s’intéresse plus particulièrement aux peptides complexant les métaux (PCM) lorsqu'ils sont présents dans différentes ressources naturelles. Notre groupe cherche à mettre au point des méthodes de criblage, de séparation et d’identification de peptides complexant les métaux (e.g., Fe 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ ) lorsqu’ils sont présents au sein de mélanges complexes appelés hydrolysats peptidiques afin de les valoriser pour différentes applications industrielles (nutrition, santé, cosmétique). Différentes approches de criblage/séparation/identification de PCM sont développées notamment par résonance plasmonique de surface, fluorométrie, spectrophotométrie, analyse différentielle de spectres de masse, IMAC… Un des pistes de recherche cherche à faire de la simulation de séparation de PCM à l’échelle procédés (chromatographie IMAC) à partir de données obtenues à l’échelle moléculaire par RPS.

Pour plus d’informations :
https://laetitia-canabady-rochelle.webnode.fr/
https://lrgp-nancy.cnrs.fr/

Équipe ChemSyBio (Chemical and Synthetic Biology), Unité MICALIS

Radical chemistry plays a pivotal role from bacteria to humans. In recent years, a novel group of enzymes called radical SAM enzymes has emerged as the most versatile radical biocatalysts in living organisms. These metallo-enzymes catalyze chemically difficult reactions using a central radical-based mechanism. Although broadly distributed, the importance of these enzymes has been recognized only recently. They are involved in a myriad of biosynthetic pathways (e.g. antibiotics, cofactors, RiPPs, natural products, post-translational modifications), catalyzing often unprecedented transformations. Our laboratory has conducted pioneer studies in order to decipher the complex mechanisms of these enzymes. By combining a broad range of approaches from analytical chemistry, to biochemistry and structural biology, we aim at discovering novel reactions catalyzed by this emerging super-family of enzymes in physiologically relevant processes such as bacteria-host interactions and within the microbiome.

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Equipe BaT, responsable: Solange MORERA 

Our work allows supplying fundamental basis describing molecular function at atomic level. Our team possesses a strong expertise in structural analysis by crystallography of (i) bacterial, plant, phage and human enzymatic mechanisms, (ii) bacterial transport systems for opines, metals, peptides (iii) bacterial and human proteins interacting with DNA such as DNA repair/modification enzymes, transcriptional factors. For short, we are specialized in the study of protein-protein interactions, protein-DNA and protein-ligand interactions, which are at the center of all the biological processes.

Our general goal is to characterize the molecular role of transporters in bacteria using biochemical, structural and biophysics techniques. During 12 years, the team delved into the study of opine transporters from the plant pathogen Agrobacterium focusing on the soluble part denoted Solute Binding Proteins (SBP) of the ABC transporters, as these SBPs played a crucial role in transport specificity. Opine transporters are involved in host-pathogen relationship, nutrient transport and virulence.

The team is exploring complex machineries, such as metal transporters, involving several soluble and membrane proteins. We are studying the two bacterial iron transport systems denoted Fpv from Pseudomonas aeruginosa and Ftr from pathogenic Bordetella, Brucella and Burkholderia bacteria. The aim is to understand how these two transporters work.

Responsable: Isabelle Malfant

L’équipe « Molécules et Composites pour l’Optique » du laboratoire de Chimie de Coordination à Toulouse s’intéresse à la synthèse et la caractérisation de nouveaux complexes de ruthénium à ligand nitrosyle photoactifs. Ces systèmes moléculaires présentent des applications potentielles en thérapie photodynamique, notamment comme agents antimicrobiens ayant une activité cicatrisante.
La libération photocontrôlée de monoxyde d’azote est générée par absorption d’un ou deux photons pour répondre aux exigences de la fenêtre thérapeutique (600 – 1300 nm).

Diverses directions de recherche sont développées :
• l’optimisation de la propriété moléculaire
• l’étude théorique de l’origine des propriétés
• la compatibilité des systèmes avec le milieu biologique
• la mise en forme comme nano-objets

https://institut-curie.org/team/rodriguez

Contact: christine.gaillet@curie.fr

Cellular and Chemical Biology (UMR3666 / U1143), Institut Curie, 26 rue d’Ulm – 75005 Paris – France CNRS UMR3666 – INSERM U1143

Our laboratory has adopted ‘the small molecule approach’ to biology. We study cell biology at the molecular and atomic levels using an integrated approach combining synthetic organic chemistry and molecular biology techniques. We custom design our probes to interrogate cell processes relevant to human diseases. For example, we have established protocols based on click chemistry to fluorescently label small molecules in cells with the view to shed light on their mechanisms of action. This, combined with multi-omics has revealed previously uncharted molecular features in cells that promote the disease-state, while offering opportunities for small molecule intervention. For instance, we have discovered a novel mechanism of metal uptake involving the plasma membrane glycoprotein CD44 and its ligands hyaluronates. We have identified an iron-dependency of the mesenchymal state of cancer cells, which confer a vulnerability of this cell state to ferroptosis. More recently, we have uncovered a previously uncharted role of mitochondrial copper in the regulation of immune cell activation and epithelial-mesenchymal transition of cancer cells. We found that targeting these metals in the disease-state with in-house small molecules confers therapeutic benefits in vivo. Thus, our laboratory exploits universal principles of physical chemistry and knowledge of biology to impact human medicine.

• June 29th, 2021, Célia Bonnet and Nicolas Delsuc. See the details
• September 21th, 2021, Amélie Kochem and Bruno Aliès. See the details.
• November 25th, 2021, Marine Desage-El Murr and Christophe Decroos. See the details.
• January 17th, 2022, Hélène Bertrand and Charlène Esmieu. See the details.
• April 22nd 2022, Wadih Ghattas and Ievgen Mazurenko. See the details.
• June 21st 2022, Marianne Ilbert & Marie Sircoglou. See the details.
• October 19th, 2022, Svetlana Eliseeva (CBM, Orléans),  and Benoît Bertrand (Sorbonne Université). See details
• January 17th, 2023, Aurore Thibon-Pourret (DCM, Grenoble), and Vincent Lebrun (Institut de Chimie de Strasbourg). See Details.
• December 15th, 2023, Anaïs Pitto-Barry (Institut Galien, Orsay) and Vincent Fourmond (BIP, Marseille). See details.
• February 9th, 2024, Charlène Esmieu (LCC, Toulouse) and Hugo Lebrette (LMGM-CBI, Toulouse). See details.
• April 4th, 2024, Sarah Hostachy (SyMMES, CEA Grenoble) and Ewen Bodio (ICMUB, Université de Bourgogne). See details.

The connexion links are sent via the newsletter. So if you want to attend, please subscribe.

Organizers: Vincent Fourmond and Benoît Bertrand

During my Ph.D. at the Bioénergétique et Ingénierie des Protéines laboratory (BIP), in Christophe Léger’s team, I studied metallo-enzymes, called hydrogenases, that catalyse the redox reaction of hydrogen oxidation and production. Despite the great biodiversity of hydrogenases in Nature, the focus has mainly been on just a few of them, called “standard”. Only recently have new, “atypical” hydrogenases started to be characterised.

My thesis aimed to deepen our knowledge on the hydrogenase’s biodiversity. I have investigated different  “atypical” hydrogenases, using Protein Film Electrochemistry to characterise their catalytic properties, such as directionality (the ability to catalyse the reaction in only one or both directions); reversibility (related to how much thermodynamic driving force is required to catalyse the reaction in either direction); and tolerance to inhibitors, such as O2. An example of the catalytic diversity of [FeFe]-hydrogenases in voltammetry is shown in figure 1.

Two main families of hydrogenases are defined by the metal content of their active sites: [FeFe] and [NiFe]. Enzymes from the same family have the same active site, but may have very different catalytic properties. Comparing different enzymes allowed us to elucidate the role of the protein scaffold in determining the different catalytic properties.

Regarding [FeFe]-Hydrogenases, I have studied three atypical enzymes. In a first project, I have characterised the hydrogenase of Thermoanaerobacter marthranii (Tam HydS), as it is the only hydrogenase giving an irreversible catalytic response (figure 1C). In our first work, we concluded that it is an intrinsic property of this enzyme (it is not a result of electron transfer with the electrode being slow), and we proved that its catalytic cycle is of the same kind as that of standard, reversible [FeFe]-hydrogenases (figure 1A and 1B) (Fasano et al, JACS 2021). Reversibility is a very important property for any catalyst, as it prevents the dissipation of thermodynamic driving energy during catalysis. To elucidate the molecular determinants behind reversible or irreversible responses, we developed a kinetic model that relates the catalytic response to the details of the steps of the catalytic cycle of the enzyme. We fitted this model to the catalytic responses of Tam HydS and of a standard, reversible, hydrogenase. This comparison allowed us to understand which steps of the catalytic cycle determine the reversibility of the catalytic response (Fasano et al, Bioelectrochemistry 2023, Fasano et al, JACS 2024). The following challenge is now to understand which aminoacids affects those steps and how, in order to really tune the reversibility of the enzyme.

In a second project I could also work on the only O2 tolerant [FeFe]-hydrogenase known so far, that from Clostridium beijerinckii (CbA5H) (orange trace in figure 1E). We elucidated the kinetic reasons behind the increased tolerance toward O2 induced by the replacement of a residue 18 Å from the active site (Rutz, Das, Fasano et al, ACS catalysis 2022). Intrigued by the similar catalytic response between CbA5H and the third hydrogenase from Clostridium pasteurianum (CpIII) (darkgreen in figure 1G), belonging to a very poorly studied group of [FeFe]-hydrogenases, we have investigated the oxidative inactivation of CpIII and discussed it in terms of O2 protection. Moreover, our results suggest that CpIII and other related hydrogenases are part of a specific subgroup, defined by a particular protein environment close to the active site (Fasano et al, BioRxiv, ACS Cat. 2024 (in press)).

Regarding the family of the [NiFe]-hydrogenases, I have worked on two enzymes that have very similar aminoacidic sequences, yet very different properties in terms of O2-tolerance and directionality. These enzymes are made of two subunits, one contains the active site and the other a chain of FeS clusters for electron transfer. Mutagenesis of single aminoacids proved inconclusive to understand the molecular determinants of these catalytic properties. Therefore, we aimed to first understand the role of each of the two subunits. To achieve this goal we used a completely new strategy: we engineered a catalytically active chimeric complex made of one subunit from each enzyme. Comparing the responses of this chimeric hydrogenase with the WT enzymes allowed us to elucidate which subunit is responsible for each catalytic property (Fasano et al, JACS 2023). The chimeric design of hydrogenases opens many doors to engineer enzymes combining desired properties, such as O2 tolerance and the bias towards a specific direction of the reaction.

Novel bioinspired and bio hybrid electrode materials for hydrogen production

To combat global warming, we must transition to renewable energy sources such as wind and solar power, reducing reliance on carbon-emitting fuels. One promising avenue is storing solar energy as clean hydrogen (H₂) from water (H₂O) through a process called ‘solar electrolysis’. H₂ produced via solar electrolysis is called ‘Green H₂’ as the process is free from carbon in principle. However, this process is complex (therefore sluggish) and requires catalysts (i.e., a material that reduces the energy barrier of the reaction and make it faster). Currently, “Green H₂” technology is still in its early stages, necessitating further research and development. The eSCALED project, supported by the European Union’s Horizon 2020 initiative, aims to address this challenge by creating a photovoltaic-electrochemical device known as an “artificial leaf” for solar electrolysis. As a part of this project, my thesis focused on developing electrode materials (a conductive material through which electricity enters or leaves an object, substance, or region) in that device to produce H₂ from water (Figure 1). The study was accomplished mainly under two research groups i.e. Solhycat and Berggren group under supervision of Dr. Vincent ARTERO and co-supervision of Prof. Gustav BERGGREN from University of Grenoble Alpes and Uppsala University, respectively.

Then, I chose a [FeFe] based active site, inspired from [FeFe] hydrogenase. To make the catalyst applicable in device like condition, it needed to be immobilised on a conductive support (like carbon nanotubes). I redesigned, synthesised and crystallised the catalyst accordingly. The strategy resulted in more than one fold high catalyst loading than previous reports on closely related catalysts with excellent durability. However, the electrocatalytic H₂ production activity was moderate in water (Paper II).

Then I took one-step forward and encapsulated the same [FeFe] site inside a set of designed multifunctional polymeric scaffold to emulate an enzyme-like environment. This led to an almost 70 times improvement in catalytic activity than previous system, albeit limited by site degradation. I also studied its environmental footprint (How much CO₂ eq. emits per 1 kg of H₂ production) by Life Cycle Assessment study (LCA) study. Continuing the optimization process, I replaced the active site with a more robust alternative, resulting in improved durability albeit with slightly reduced activity for H₂ production (Paper III, Paper IV).

Overall, my thesis demonstrates the feasibility of developing efficient, biologically inspired catalysts for hydrogen production, marking a significant step towards sustainable energy solutions.

Responsable d’équipe: Stéphane Ravanel,

Contact: Jonathan Przybyla-Toscano

Nom équipe : SynPA (Synthèse Pour l’Analyse) de l’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC, UMR7178)
Twitter : @SynpaTeam

L’équipe de Synthèse pour l’Analyse (SynPA) s’intéresse à la synthèse de nouvelles molécules, complexes et/ou assemblages supramoléculaires et nanoparticules et à leurs applications. Notre expertise concerne plus particulièrement la détection, l’analyse et l’imagerie médicale. Nos activités s’organisent autour des ligands macrocycliques et leurs complexes et des assemblages supramoléculaires et supra-nanoparticulaires hybrides avec divers axes de recherche :

• la détection et quantification de (bio)analytes par spectroscopie de luminescence
• l’imagerie nucléaire : Tomographie à Emission de Positrons et Imagerie par Résonance Magnétique
• la conversion photonique et en particulier la conversion photonique ascendante

Responsable équipe : Aline Nonat
Contact : Clémence Cheignon

– Responsable de l’équipe : Hugo Lebrette 
– Nom et page web de l’équipe : MycoMet – The Mycoplasma Metalloproteome (au sein du LMGM-CBI, Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires – Centre de Biologie Intégrative de Toulouse)

L’équipe MycoMet (The Mycoplasma Metalloproteome) cherche à caractériser le métalloprotéome essentiel à la survie des mycoplasmes pathogènes et s’intéresse plus particulièrement aux mécanismes d’acquisition et d’utilisation des métaux de transition chez ces bactéries minimalistes. L’équipe développe une approche intégrative et multidisciplinaire combinant notamment biologie structurale, microbiologie, enzymologie, protéomique et bioinformatique.

Equipe Radiochimie Humaine et Envrionnementale

Resp. de l’Equipe : Christophe Den Auwer

(fr) Les modes d’interaction et l’impact des radionucléides anthropiques (cycle de l’industrie nucléaire, accidents nucléaires civils, défense, non-prolifération) et des radionucléides naturels (mines d’uranium, co-extraction du thorium) sur l’environnement, les écosystèmes et l’hummain sont des enjeux majeurs de nos sociétés industrialisées et nucléarisées. Mais les mécanismes chimiques et biochimiques qui sous-tendent ces processus de transfert et d’accumulation dans les écosystèmes sont mal définis et mal compris. Pour répondre à ces questions en radiochimie environnementale et en radioécologie, les données de spéciation sont absolument nécessaires. Notre approche consiste à combiner la chimie analytique et la chimie moléculaire pour une description complète des processus de transfert et de bioaccumulation des radionucléides métalliques dans le biotope et la biocénose. Pour ce faire, nous faisons appel aux outils de la chimie des radionucléides, de la biochimie et de la spectroscopie. Ceci a été rendu possible par l’émergence de techniques de spéciation de plus en plus sensibles au niveau moléculaire comme la spectroscopie d’absorption des rayons X et les techniques d’imagerie qui sont au centre de notre palette d’outils spectroscopiques.

(en) The modes of interaction and the impact of anthropogenic radionuclides (cycle of the nuclear industry, civil nuclear accidents, defense, non-proliferation) and natural radionuclides (uranium mining, thorium co-extraction) on the environment, ecosystems and humans are major issues for our industrialized and nuclearized societies. But the chemical and biochemical mechanisms underlying these transfer and accumulation processes in ecosystems are poorly defined and understood. To answer these questions in environmental radiochemistry and radioecology, speciation data are absolutely essential. Our approach is to combine analytical and molecular chemistry for a comprehensive description of transfer and bioaccumulation processes of metallic radionuclides in biotope and biocenosis. To achieve this, we use the tools of radionuclide chemistry, biochemistry and spectroscopy. This has been made possible by the emergence of increasingly sensitive speciation techniques at the molecular level, such as X-ray absorption spectroscopy and imaging techniques, which form the core of our spectroscopic toolbox.

Dear colleagues,

We are happy to announce that the French-Japanese Symposium on BioInorganic chemistry Symposium will be held from 23 to 26 April 2024 in Marseille (France). The registration is free for members of the French and Japanese academic laboratories.

Le dossier complet de participation – voir ci-dessous les pièces justificatives à fournir – devra être soumis en utilisant le formulaire ci-dessous, entre le 1er Janvier 2024 et le lundi mercredi 31 janvier 2024 à minuit. Il peut être en français ou en anglais.

Le prix est accompagné d’une gratification de 300€ qui sera remise au(x) lauréat-e(s) lors de la prochaine réunion du GIS FrenchBIC ou lors de la suivante (réunion 2024 ou 2025). Le(s) lauréat-e(s) seront invité-e(s) à présenter leurs travaux lors d’une communication orale et/ou lors de l’un des webinaires organisés régulièrement par le FrenchBIC. Par ailleurs, l’inscription pour la réunion FrenchBIC pendant laquelle la remise du prix aura lieu sera gratuite.

During my Ph.D. I studied different homologous FeFe-hydrogenases, enzymes that catalyze the oxidation and evolution of hydrogen. Despite their structural similarity and the identical active site, different hydrogenases exhibit different catalytic properties. I am interested in the understanding of the molecular determinants of these properties. In this project I focused on “catalytic reversibility”, which is defined in relation to the thermodynamic driving force (overpotential in electrochemistry experiments) that has to be applied for the enzyme to work at a significant rate. Prototypical, or “standard”, hydrogenases (such as HydA1 from Chlamydomonas reinhardtii, Cr HydA1) are reversible catalysts: a small difference between the electrode potential and the equilibrium potential of the H+/H2 couple leads to a significant hydrogen oxidation or proton reduction current. The recently identified sensory hydrogenase (HydS) from Thermoanaerobacter mathranii (Tam HydS) shows an irreversible catalytic response, as it catalyzes the reaction in either direction only if a large overpotential is applied.

The aim of this work is to understand what differ in the catalytic cycles of these two enzymes that determines their different catalytic responses. To do so we performed a kinetic analysis of the catalytic response of the two enzymes in Protein Film Electrochemistry (PFE), and we compared it with the information that are obtained by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FITR). The latter technique, indeed, informs about the different states of the active site of the hydrogenase under different conditions (like pH and redox potential). 

I spent, therefore, one week at the Laboratory of Energy converting enzymes, in James Birrell group, which has a great expertise in FTIR spectroscopy, specifically applied to hydrogenases.

There, I have performed at equilibrium redox and pH titration on the enzyme HydA1 from Cr. This data allowed us to discriminate between different kinetic models when analyzing the PFE experiments and helped us to further understand the catalytic cycle of the FeFe hydrogenases, and which parameters determines the reversibility of the catalytic response.

I would like to acknowledge the FrenchBIC for the grant and James Birrell for the opportunity to work in his lab. It has been a great week of experiments and scientific discussions that taught a lot.

Andrea Fasano

Publication: “Kinetic modeling of the reversible or irreversible electrochemical responses of FeFe-hydrogenases”, J. Am. Chem. Soc. (2024). doi: 10.1021/jacs.3c10693

My PhD aims at studying the activity of LPMO (Lytic Polysaccharide MonoOxygenases) bioinspired synthetic complexes and their potential activity to valorize recalcitrant biomass. Besides, in Toulouse, peptide ligands with a structure inspired of the first coordination sphere of the LPMO active site have been synthetized. To compare the nature and mechanism of oxidation by synthetic/peptide complexes, enzymes and free copper salt, the study of Reactive Oxygen Species (ROS) production is a key step.
Methodologies to do so have been set up at the Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC, CNRS) in the Alzheimer, amyloids and Bio-Inorganic Chemistry Group. In this context, a collaboration with Dr. Christelle Hureau, thanks to a grant from FrenchBIC, allowed us to compare the peptide and synthetic models with respect to their ability to produce ROS.
During the two weeks spent in Toulouse, we identified some trends for the ROS production and optimized the operating conditions to be appropriate for our systems; we further extended our exchange with the settling of a LPMO-like activity test. This collaboration gave us promising results for further experiments. I am thankful to FrenchBIC for the grant and to Dr. Christelle Hureau and her team, a very welcoming team, in which I learnt a lot!
Rébecca Leblay

• LPMO-like activity of bioinspired copper complexes: from model substrate to extended polysaccharides,  ChemCatChem (2023)  doi: 10.1002/cctc.202300933

Etienne avait effectué sa thèse de Doctorat ès Sciences Physiques, option Chimie, à Paris V sur la mise au point de réactions à sélectivité induite par proximité, sous la direction de Jean-Claude Chottard. Après un stage post-doctoral dans le laboratoire du Pr. G. A. Hamilton, Pennsylvania State University, USA, il intègre le CNRS en 1981 comme chargé de recherche au Laboratoire de Chimie de l’Ecole Normale Supérieure puis au Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, URA 400 CNRS, rue des Saints Pères à Paris où il travailla sur des modèles de lipoxygénases à base de ligands tris et tétra imidazoles. En 1983, il effectue un second stage post-doctoral dans le laboratoire du Pr. A. K. Cho, University of California at Los Angeles, USA.

En 1991, Etienne rejoint l’équipe du LEDSS V, dirigée par M. Fontecave, à Grenoble, puis, en 1997, le polygone scientifique lors de la création du Laboratoire de Chimie et Biochimie des Centres Redox Biologiques, plus tard intégré au sein du Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux. En 1999 il est promu directeur de recherches CNRS.

Durant toute sa carrière, Etienne été un chercheur passionné de chimie bio-inorganique, spécialiste des réactions enzymatiques radicalaires extrêmement complexes. Il a d’abord étudié la ribonucléotide réductase anaérobe d’E. coli, dont il a été un des rares à maîtriser le test d’activité enzymatique in vitro. Il s’est ensuite intéressé aux enzymes fer-soufre de la famille des protéines Radical-SAM impliquées dans la formation de liaisons carbone-soufre. Durant toutes ces années, Etienne a été un pilier du laboratoire via ses projets alliant chimie et biochimie. Pour nous tous, Etienne fut un collègue attentif, d’une culture chimique inestimable et, pour certaines et certains d’entre nous, un mentor et un ami. Nous nous associons à la douleur de sa compagne, Dominique, et de ses filles, Camille, Sophie et Manon.

Dans cet épisode, présenté par Marc Hennebelle, en plus des chroniques de Titouan Chetot et de Maxime Ducreux, nous découvrons le monde passionnant de la chimie bio-inorganique et discutons des questions de parité dans les sciences.

Lire aussi: Pourquoi si peu de femmes dans les carrières scientifiques ? de Clotilde Policar et Charlotte Jacquemot, dans The Conversation.

Sommaire

00:00 Introduction par Marc Hennebelle

02:20 Présentation de Clotilde Policar

24:20 Question à Clotilde Policar

40:25 Métiers de la recherche par Titouan Chetot

47:00 Société & Science : l’égalité en sciences

1:12:05 SCF en Bref par Maxime Ducreux

1:18:45 Fin de vidéo

A noter : voir aussi l’épisode précédent avec Jean-Pierre Sauvage.

N’hésitez pas à vous abonner et partager vos commentaires et vos suggestions pour les prochains épisodes de #PodChem.

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The research group on NMR of Biological Substances develops analytical methods based on Nuclear Magnetic Resonance that we apply to the study of biological systems of major interest. Our research activity covers a wide range of projects ranging from the study of the interaction of small molecules with proteins, to the metabolomic analysis of biological fluids. These projects are carried out in the frame of several collaborations with laboratories working in the fields of organic and bioinorganic chemistry, structural biology or medical research.

The main redox states of Cu are Cu(I) and Cu(II). A quite particularity of these two redox states is that their coordination chemistry is very different. Cu(II) is soft prefers diagonal, trigonal or tetrahedral coordination, whereas Cu(II) is borderline and square planar with or without axial ligands. This means with flexible ligands the coordination sphere is very different between Cu(I) and Cu(II).

Although this is a feature important in different field, a lot of research activity occurred on the cases of Cu-bound to intrinsically disordered proteins or peptides. The probably best known case is the complex of Cu to the peptide called amyloid-beta. The Cu-amyloid-beta is found in plaques of Alzheimer’s disease (AD) patients. In vitro, Cu-amyloid-beta is quite competent in catalysing the production of reactive radical species (ROS) and it was suggested that this contribute to the oxidative stress observed in AD.

To produce ROS by Cu-amyloid-beta, Cu has to cycle between Cu(I) and Cu(II). Hence, a very sluggish reaction is expected due to the very different coordination sphere (diagonal for Cu(I) and square planar for Cu(II)). To solve this discrepancy, indirect experimental studies and theoretical calculations of a number of groups in the last years, suggested a low populated state (< 1%) , that has an in-between coordination sphere is responsible for the efficient ROS production.

Here, we report a new experimental approach in this context, that allowed us for the first time to directly characterize the Cu coordination sphere of a state between the diagonal Cu(I) and square planar Cu(II). Hence, this gives experimental evidence for a state so far never spectroscopically investigated and supposed to be the state responsible for ROS production.

Dear colleagues,

We have the pleasure of announcing that the next annual FrenchBIC meeting will be held in Logonna-Daoulas near Brest from 16th to 19th April 2023.

We look forward to seeing you there,

The organization committee,
Nicolas

Bilan pédagogique

52 participants ont été sélectionnés pour cette école thématique. Il est à noter que nous avons reçu un nombre important de préinscriptions et avons refusé 19 personnes par manque de place (notamment pour les travaux pratiques). Cet engouement est vraisemblablement dû au report d’un an de notre école et à la situation sanitaire en 2020-2021 qui n’a pas permis aux étudiants de participer à d’autres écoles (internationales). 75% des participants provenaient de laboratoires français (Grenoble, Paris, Strasbourg, Toulouse, Marseille, Orsay, Versailles), les 25% restants étant originaires de laboratoires étrangers (Royaume-Uni, Allemagne, Pays-Bas, Suède, Serbie, Mexique, États-Unis). Du fait de la forte composante internationale des participants et des intervenants, tous les cours et travaux pratiques ont été donnés en anglais.

La moyenne d’âge des participants est de 30 ans. Sur les 52 participants, on dénombre : 36 doctorants, 6 postdoctorants, une ingénieur contractuelle (IE), trois ingénieurs en poste (2 IE et 1 IR), 9 chercheurs ou enseignants chercheurs en poste (dont un étranger). 13 intervenants (français et étrangers) ont dispensés les cours théoriques. Ces professeurs venaient d’organismes français (universités, CNRS) et étrangers (Allemagne, Royaume-Uni, Portugal). Les travaux pratiques ont été possibles grâce aux plateaux techniques de certains laboratoires marseillais et à l’implication de nombreux ingénieurs/enseignants-chercheurs/chercheurs de ces laboratoires.

Comme lors des éditions précédentes, l’école s’est tenue entre Carry-le-Rouet et Marseille. Elle a débuté le dimanche 2 octobre 2022 et s’est terminée le 6 octobre 2022 (départ des participants le 7 octobre au matin). L’école a débuté le dimanche après-midi avec une conférence introductive sur les métaux en biologie et un cours de rappel sur la chimie de coordination après le dîner. Les cours théoriques ont été dispensés les lundi et mardi, soit 10 séances d1h30 consacrées aux techniques suivantes : RMN, RPE, électrochimie, absorption X, chimie computationnelle, spectroscopies vibrationnelles, cristallographie des rayons X et AlphaFold, cryo-microscopie électronique, cinétiques rapides, et applications in cell de certaines techniques spectroscopiques. Des travaux pratiques en petits groupes ont complété la formation des participants sur 4 demi-journées (mercredi et jeudi) à Marseille dans certains laboratoires des campus de St Jérôme et de Joseph Aiguier. Parmi les travaux pratiques, trois étaient obligatoires (RPE, RMN et électrochimie) et un à choisir parmi les 3 suivants (Stopped-flow, DFT, cristallographie des protéines et prédiction de structure).

Les participants ont également présenté leurs travaux au cours de deux séances de présentations par affiche (lundi et mardi soir). Trois prix poster (décernés par le FrenchBIC) ont été attribués après vote des participants et des intervenants.

Synthèse de l’évaluation

Afin d’avoir un retour critique des participants et des intervenants, un sondage a été réalisé suite à l’école thématique (76% de taux de participation).

Ci-dessous sont listées les principales conclusions de cette enquête :

• L’unanimité des personnes ayant répondu ont confirmé que le programme de cette troisième édition était en totale adéquation avec les objectifs de l’école.
• Le niveau des cours proposés a été jugé excellent (47.5%), très bon (44%) ou bon (8.5%). Quelques commentaires montrent néanmoins que certains participants ont trouvé le niveau de certains cours trop difficile, ce qui était envisageable compte-tenu de la diversité de formation des participants (allant de la chimie à la biologie).
• Les travaux pratiques en petits groupes (évalués à 97% intéressants et utiles) ressortent comme un point positif de l’école permettant de compléter les notions théoriques vues en cours, de se familiariser avec les équipements et d’interagir plus facilement avec les encadrants.
• Une très grande majorité des participants (95%) ont profité de l’école pour échanger entre eux et avec les intervenants à propos des cours, mais aussi de leurs projets. Ces moments de discussion ont eu lieu de manière formelle et informelle en fin de chaque cours, pendant les travaux pratiques, les sessions posters mais aussi pendant les pauses et les repas. Certains des participants affirment même que certaines prises de contact avec des spécialistes leur permettront de continuer à échanger et pourraient également se transformer en future collaboration à l’avenir.
• Le programme a parfois été jugé trop dense compte-tenu du nombre de cours et donc d’informations et de concepts à assimiler et du peu de soirées libres (une seule). Ces participants préconisent de rallonger d’au moins une journée l’école thématique avec une demi-journée de libre ou réservée à des activités sportives ou culturelles. Un rallongement de l’école thématique se ferait au détriment du tarif attractif de notre école thématique à la différence d’autres écoles internationales dans le domaine.
• Certains participants auraient aimé plus de sessions pratiques ou une alternance session théorique le matin et session pratique l’après-midi. La première solution rallongerait le programme (voir point précédent) et la seconde difficilement envisageable d’un point de vue organisationnel du fait de la multiplicité des sites (Carry-le-Rouet pour la partie théorique et les campus de Saint Jérôme et Joseph Aiguier sur Marseille pour les travaux pratiques).
• L’unanimité des participants se prononce en faveur de la continuation de cette école thématique.

Aspect scientifiques

Points positifs :

• La qualité des interventions et la variété des techniques abordées
• Les travaux pratiques en petits groupes en complément de la formation théorique
• La mobilisation importante et la disponibilité des intervenants et des encadrants de TPs favorisant ainsi les échanges scientifiques avec les participants.
• Les sessions posters

Points à améliorer :

• Mieux définir les pré-requis de l’école. Comme lors des deux éditions précédentes, le choix a été fait de ne pas définir de pré-requis afin de ne pas limiter la participation d’étudiants provenant de plusieurs champs disciplinaires, induisant des différences de niveau.
• Élargir le programme à d’autres techniques spectroscopiques comme la fluorescence.
• Augmenter le nombre de sessions posters et rajouter des sessions pratiques. Ce point entraînerait une augmentation de la durée de l’école thématique dont le programme est déjà dense et pourrait poser des problèmes de budget.

Aspects organisationnels

Points positifs :

• Le site et les infrastructures du Village Club Miléade de Carry-le-Rouet ont permis de rendre cette semaine intense conviviale et propice aux discussions et échanges entre participants et intervenants.
• La combinaison entre théorie et pratique est un point fort de cette école, la partie pratique étant possible grâce aux infrastructures des laboratoires marseillais et à la forte implication des membres des laboratoires correspondants pour la mise en place et l’animation des TPs correspondants.
• Le prix attractif (300€ pour quatre jours et demi en pension complète) de cette école est un point essentiel souligné par plusieurs participants et a permis d’attirer des participants venant de laboratoires français (75%) et étrangers (25%). Ceci a été possible grâce à la générosité de nos sponsors institutionnels.

Points à améliorer :

• Alléger le programme. Ce point se fera au détriment du contenu de l’école thématique (moins de techniques présentées) ou du prix attractif de l’école (journée(s) supplémentaire(s)).
• Mettre en place des tables rondes en petits groupes avec les intervenants pour discuter des techniques en relation avec des problématiques spécifiques des participants.

Suite envisagée

Au vu du bilan scientifique positif de cette école thématique, le directoire du GIS FrenchBIC souhaite la reconduction de cette école thématique pour une quatrième édition en 2024.

https://piaille.fr/@FrenchBIC

• Should I join Mastodon? A scientists’ guide to Twitter’s rival, Nature, 2022 https://www.nature.com/articles/d41586-022-03668-7

Le fer est un cofacteur de nombreuses protéines et enzymes. Il est utilisé sous différentes formes notamment en clusters fer-soufre (Fe-S) qui sont des assemblages d’ions fers et sulfures dont les structures les plus communes sont les clusters [2Fe2S] et [4Fe4S]. Ces clusters sont biosynthétisés via un processus multi-étapes complexe dont le mécanisme est encore mal compris. Les clusters [2Fe2S] sont assemblés sur une protéine d’échafaudage appelée ISCU. Une étude précédente sur la protéine ISCU de souris avait montré par spectroscopies Mössbauer et CD que l’étape initiale de ce processus est l’insertion d’un ion Fe²⁺ dans le site d’assemblage, caractérisé par la présence de plusieurs résidus cystéine, mais la structure exacte du site restait à déterminer. De plus, des analyses de protéines ISCU provenant d’autres organismes (Thermotoga maritima, Saccharomyces cerevisiae, Drosophila melanogaster and Homo sapiens) avaient montré par spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) que le fer se fixe dans un environnement ne comportant aucun résidu cystéine, uniquement des ligands azotés et oxygénés, suggérant la présence d’un site auxiliaire dans ISCU et un mécanisme de biosynthèse différent selon les espèces.

Les équipes de Benoit D’Autréaux (I2BC, CNRS-CEA-Université Paris-Saclay), Volker Schünemann (Universität Kaiserslautern, Germany), Christina Sizun (ICSN, CNRS, Gif-Sur-Yvette), Emiliano Fonda (Synchrotron SOLEIL, Saint-Aubin) et Bénédicte Burlat (BIP, CNRS Marseille) ont montré que les études XAS précédentes ont été réalisées sur des protéines ISCU agrégées car en absence de métal la protéine ISCU existe sous une forme déstructurée tendant à s’agréger. En travaillant sur les formes monomériques de protéines ISCU de différentes espèces (Escherichia coli, Chaetomium thermophilum, Mus musculus and Homo sapiens), ces équipes ont montré que le fer se fixe dans le site d’assemblage et ils ont obtenu la première structure du site à fer d’une protéine ISCU. Les analyses combinées par spectroscopies CD, Mössbauer, RMN, XAS et RPE ont montré que le fer se fixe sous forme mononucléaire dans un état Fe(II) haut-spin (S=2) via des acides aminés strictement conservés du site d’assemblage: deux cystéines (Cys35, Cys61), un aspartate (Asp37) et une histidine (His103), avec une troisième cystéine (Cys104) à très courte distance qui est le récepteur du soufre. Ils ont de plus montré qu’en absence de l’histidine 103, dans un mutant H103A, la cystéine 104 vient la remplacer, ce qui pourrait être un élément clé du processus d’insertion de soufre dans ISCU.

Contact: Anaïs Pitto-Barry 

Réf :

• Anticancer water-soluble organoruthenium complexes: synthesis and preclinical evaluation, M. Azmanova, L. Rafols, P. A. Cooper, C. C. Seaton, S. D. Shnyder, and A. Pitto-Barry, ChemBioChem (Special Issue: ChemBioTalents2022), 2022, e202200259
• Indole-containing arene-ruthenium complexes with broad spectrum activity against antibiotic-resistant bacteria, V. C. Nolan, L. Rafols, J. Harrison, J. J. Soldevila-Barreda, M. Crosatti, N. J. Garton, M. Wegrzyn, D. L. Timms, C. C. Seaton, H. Sendron, M. Azmanova, N. P.E. Barry, A. Pitto-Barry, J. A. G. Cox, Current Research in Microbial Sciences, 2022, 3, 100099
• Evaluation of the toxicity of two electron-deficient half-sandwich complexes against human lymphocytes from healthy individuals, K. Habas, J. Soldevila‐Barreda, M. Azmanova, L. Rafols, A. Pitto-Barry, D. Anderson, and N. P. E. Barry, ChemMedChem (joint Special Collection with the European Journal of Inorganic Chemistry, “Metals in Medicine”), 2021, 16, 624-629

The poster prizes are awarded to Princess Cabotaje, Tijn van der Velden and Soniya Ahammad.

Jalila Simaan

Clotilde Policar

Smilja Todorovic

Serena DeBeer

Petra Wendler

Jochen Blumberger

Sabine Hediger

Geneviève Blondin

Vincent Fourmond

Geneviève Blondin, Clotilde Policar and Jalila Simaan

in Carry le Rouet & Marseille.

Presentation

Cette école, qui se déroulera en anglais, permettra à quarante jeunes chercheurs/chercheuses (du doctorat aux premières années après le recrutement chercheur·e/ingénieur·e) de se former grâce à des cours et des travaux pratiques aux méthodes d’études des métaux en biologie. Le petit nombre de participant·e·s permettra d’organiser des TPs en groupes de 5, et de favoriser les interactions avec les enseignant·e·s. Les inscriptions seront bon marché (300€) pour favoriser la participation des plus jeunes. Les personnes employées par le CNRS peuvent obtenir de la formation permanente la prise en charge complète de leurs frais. Pour participer à cette école, la première étape consiste à remplir le formulaire ci dessous. Le comité d’organisation sélectionnera les participant·es qui devront ensuite s’inscrire.

This summer school will provide training for young researchers, young assistant professors, engineers and technicians, PhD students and post doctoral researchers. 40 people will attend. This number is small, in order to favour the interactions between the participants and the teachers (who will be staying for the entire duration of the school), and to run practical sessions in 8 groups of 5 participants. The generosity of our sponsors has allowed us to offer low registration fees (which include accommodation, all meals and transportation between Carry le Rouet and Marseille). You are entitled free registration and travel if you are paid by CNRS (irrespective of whether you are permanent researcher, technical staff, PhD student or postdoctoral researcher). To attend, the first step consists in applying using the form below. The organization committee will then select the successful candidates and let them know. In a second step, the selected participants will have to register and pay for this, unless their fees are covered by the CNRS.

Le communiqué de presse du CNRS

Les travaux de recherche du groupe MagenTa (Molecules- or metal-based imaging agents N’ Therapeutics) sont essentiellement axées sur la conception de marqueurs originaux et d’outils d’analyse efficaces pour des applications biomédicales à visée diagnostique et/ou thérapeutique : luminophores à longues durées de vie (europium, terbium, rhénium), radiopharmaceutiques à base de technétium-99m, d’indium-111 ou de rhénium-188, PhotoCORMs (Photochemically CO-Releasing Molecules) à base de rhénium(I).

Contact : Eric Benoist

– Guillaume Izzet, Sébastien Blanchard et Anna Proust développent un axe “Photosynthèse Artificielle” dans lequel les propriétés redox remarquables des POMs sont mises à profit pour réaliser une photoaccumulation de charge ou servir de médiateurs redox dans des processus de réduction des protons ou du CO₂. (collaborations Solhycat , CEA Grenoble & Laboratoire de chimie des processus biologiques, Collège de France)

– Sébastien Blanchard étudie, en partenariat avec le Dr. Christelle Hureau (équipe Alambic, LCC Toulouse), l’influence de différents polyanions sur l’agrégation des peptides amyloïdes et l’inhibition de la génération de ROS par les adduits Cu(amyloid).

 Quelques références significatives

• Keggin-type Polyoxometalates as Cu(II) chelators in the context of Alzheimer’s disease; E. Atrián-Blasco, L. de Cremoux,X. Lin, R. Mitchell-Heggs, L. Sabater, S. Blanchard,* ,C. Hureau*, Chem. Commun. 2022, DOI: 10.1039/d1cc05792h.
• Tuning Photoinduced Electron Transfer in POM-bodipy Hybrids by Controlling the Environment; Experiment and Theory, G. Toupalas, J. Karlsson, F. A. Black, A. Masip-Sánchez, X. López, Y. Ben M’Barek, S. Blanchard, A. Proust, S. Alves, P. Chabera, I. P. Clark, T. Pullerits, J. M. Poblet,* E. A. Gibson,* G. Izzet* Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 6518-6525. DOI: 10.1002/anie.202014677
• Dye-Sensitized Photocathodes: Boosting Photoelectrochemical Performances with Polyoxometalate Electron Transfer Mediators; Y. Ben M’Barek; T. Rosser, J. Sum, S. Blanchard, F. Volatron, G. Izzet, R. Salles, J. Fize, M. Koepf, M. Chavarot-Kerlidou, V. Artero, A. Proust, ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3, 1, 163-169. DOI:10.1021/acsaem.9b02083
• Electro-assisted Reduction of CO₂ to CO and Formaldehyde by the (TOA)₆[α-SiW₁₁O₃₉Co(_)] Polyoxometalate; M. Girardi, S. Blanchard, S. Griveau, P. Simon, M. Fontecave, F. Bedioui, A. Proust, Eur. J. Inorg. Chem., 2015, 22, 3642-3648. DOI: 10.1002/ejic.201500389

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Rappels

N’oubliez pas d’inscrire les nouvelles et nouveaux membres de vos labos à notre mailing list, de mettre un lien vers le site du GIS sur le site de votre labo (cela fait partie des conditions de participation au GIS), et de remplir le formulaire contact pour annoncer sur le site vos séminaires, webinaires, offres de jobs, CVs, résultats marquants etc.

Contours du GIS

5 nouvelles équipes ont rejoint le GIS depuis la dernière AG, après validation par le directoire (selon nos modalité d’adhésion): l’équipe ChemBioPharm de l’unité ARNA à Bordeaux  (Bruno Aliès), l’équipe Chirosciences de l’ISM2 / Marseille (Alexandre Martinez), l’équipe Métaux et Organes (Met&Or) du LCBM / Grenoble (Aurélien Deniaud), l’équipe “Bioénergie et environnement” du LCBM / Grenoble (Christine Cavazza), le groupe « Métabolisme de l’hydrogène » du BIP / Marseille (Carole Baffert). La liste à jour compte 60 équipes.

Gouvernance du GIS

L’AG 2020 a décidé des modalité de l’élection d’un·e vice-président·e fin 2020. Christelle Hureau a été élue VP, et deviendra présidente en janvier 2023. Les prochaines élections d’un·e VP auront lieu fin 2024. Le directoire du GIS et le bureau du groupe thématique BIC de la SCF comptent 21 personnes.

Co-financements de missions par le FrenchBIC

Les conditions de co-financement de missions scientifiques sont décrites sur le site. Aucun financement n’a été demandé depuis la pandémie. N’hésitez pas!

Co-financement de congrès

Les modalités de co-financement des congrès sont indiquées sur le site. Les derniers co-financements ont été attribués aux congrès GECOM CONCOORD 2021 et MoTEC 2021.

Réunions annuelles FrenchBIC

La réunion annuelle 2020 (qui devait se tenir à Obernai), qui avait été voulue “franco-allemande”, attendait 113 personnes mais a été annulée quelques semaines avant à cause du 1er confinement. En octobre 2020 a eu lieu sa version en ligne, avec environ 150 personnes, dont certaines de la communauté germanique. 4 prix de communication orales et 3 prix posters ont été remis (3F,4H).

La réunion annuelle 2021 à Obernai a attiré 100 personnes. 4 prix de communication orales et 4 prix posters ont été remis (1F,7H). Cette répartition peu représentative de la répartition H/F lors de cette réunion a interpellé la communauté. Suite à une série d’échanges à ce sujet, le directoire a émis le souhait que, lors des prochaines réunion annuelles, soient mis en place des dispositifs (e.g. sensibilisation des jurés aux biais de genre, établissement de critères communs et pondérés) permettant de minimiser l’impact de ces biais.

Webinaires FrenchBIC

Vincent Fourmond et Benoît Bertrand organisent depuis juin 2021 des webinaires FrenchBIC. Deux exposés de 30 minutes + 10 minutes de questions sur zoom, tous les deux mois environ. La priorité est de donner la parole aux chercheuses et chercheurs en début/milieu de carrière. Les prochains auront lieu le 25/11/2021 et en janvier 2022.

Ecoles METBIO

La troisième édition de l’école thématique METBIO (Méthodes physico-chimiques pour l’étude des métaux en biologie) était initialement prévue du 12 au 16 septembre 2021, mais a été repoussée à cause du manque de visibilité compte-tenu des conditions sanitaires. Elle se tiendra du 2 au 6 octobre 2022 à Carry-le-Rouet. Les contours thématiques et pédagogiques seront dans la continuité des deux précédentes éditions (2017 et 2019): une dizaine de cours (sur 2 jours) seront proposés ainsi que 4 séances de travaux pratiques (sur 2 jours). Cette école co-financée par le CNRS est ouverte aux personnels CNRS, aux doctorants et postdoctorants, ainsi qu’aux autres personnels permanents.

À venir

Plusieurs équipes se sont portées volontaires pour organiser les prochains évènements du FrenchBIC: Nicolas Lepoul pour une réunion annuelle en Bretagne à l’automne 2022; Orsay en 2023, et Orléans en 2024. Strasbourg est volontaire pour l’école METBIO IV en 2024.

SCF

Le GIS est désormais aussi un groupe thématique de la SCF, associé à la division de chimie de coordination (DCC). Gilles Lemercier rappelle que les actions du GIS peuvent être soutenues par la DCC en proportion du nombre de membres de la SCF qui sélectionnent l’entité “groupe thématique FrenchBIC”. Le budget de la DCC dépend lui du nombre de membres qui ont sélectionné la DCC comme division principale.

Ces sélections peuvent être faites au moment de l’adhésion ou a posteriori:
new.societechimiquedefrance.fr/login/
new.societechimiquedefrance.fr/mes-informations/?etape=4

40 membres de la SCF/Division principale Chimie de Coordination sont actuellement associés au Groupe thématique Chimie Bio-Inorganique, ce qui représente 15% des effectifs de la DCC.

Le bureau de la DCC sera renouvelé prochainement. Les prochaines JCC auront lieu du 3 au 4 février 2022 à Lille.

Nous invitons donc les membres du GIS à adhérer à la SCF.

Ne pas hésiter à faire remonter des informations pour la newsletter de la DCC.

Benoît Bertrand envisage de proposer une série de courts articles sur les thématiques BIC qui pourraient être groupées dans un numéro de l’actualité chimique.

SBIC

Clotilde Policar sera présidente de la SBIC de 2022 à 2024, puis “Past-president” de 2024 à 2026.

Prix

• Eva Jakab Toth a été récompensée par le prix Achille Le Bel de la SCF en 2020
• Peter Faller a reçu le prix du chercheur confirmé de la SCF/DCC en 2021
• Wadih Ghattas a reçu la médaille de bronze du CNRS en 2021
• Gilles Gasser a reçu le prix Pierre Fabre de la French Medicinal Chemistry Society en 2021

ANR

Il est utile de recenser  les projets ANR (financés ou refusés) sur les thématiques BIC, dans tous les CES. Nous refaisons cette démarche en 2021, comme en 2019 et 2020.

EuroBIC 2022

Le congrès aura lieu à Grenoble (17-21 Juillet) et sera un des premiers rendez-vous en présentiel pour les chercheurs du domaine de la Chimie Bio-Inorganique. Clotilde Policar présentera une conférence plénière et d’autres français seront invités à présenter leur travaux lors de keynotes sur la base des propositions du FrenchBIC. A noter que le 22 juillet 2022, un workshop sera organisé à Grenoble autour de la carrière scientifique de Juan Fontecilla.

Autres congrès à venir

N’hésitez pas à compléter la liste des meetings BIC en utilisant le formulaire contact.

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Remise de Prix

From October 10^th to 13^th 2021 in the VVF Obernai, near Strasbourg.

Plenary speakers:

• Gilles Gasser,
• Jean-Marc Latour,
• Sandrine Ollagnier de Choudens and
• Jalila Simaan.

Photos: Manon Pujol.

Gilles Gasser

Jean-Marc Latour

Sandrine Ollagnier de Choudens

Jalila Simaan

Vincent Lebrun et Marine Desage-El Murr

Le fer est un cofacteur de nombreuses enzymes et donc un nutriment essentiel pour la croissance bactérienne. Pour accéder au fer, la plupart des bactéries produisent des siderophores, qui sont des composés de faible masse moléculaire caractérisés par une très grande affinité pour les ions ferriques. P. aeruginosa, un pathogène opportuniste, peut exprimer au moins 15 voies d’absorption du fer différentes : (i) une voie d’absorption du fer ferreux, (ii) trois voies d’acquisition d’hème, (iii) des voies d’absorption du fer ferrique par les deux siderophores produit par le pathogène (pyoverdine et pyochéline) et (iv) au moins 10 stratégies différentes pour l’absorption de fer ferrique par des sidérophores produits par d’autres microorganismes. P. aeruginosa utilise la norcardamine (ferrioxamine E) produit par Streptomyces comme sidérophore. L’import de ferri-nocardiamine dans les cellules de P. aeruginosa implique au niveau de la membrane externe un transporteur spécifique FoxA, et une dissociation de fer du sidérophore dans le périplasme bactérien via un mécanisme de réduction du fer par FoxB, une enzyme appartenant à une nouvelle famille d’oxydo-réductases membranaires. Les équipes d’Isabelle Schalk (UMR7242, Université de Strasbourg) et de Henning Tidow (University of Hamburg), ont résolu la structure de FoxB, première structure d’une enzyme de cette famille de réductases. Cette structure présente un nouveau fold et implique deux molécules d’héme et deux tryptophanes pour le transport d’électrons vers le sidérophore. La réduction du Fe(III) en Fe(II) abaisse la stabilité thermodynamique du complexe sidérophore-fer, ce qui faciliterait sa dissociation par un échange de protons ou une chélation compétitive du fer. Des enzymes similaires semblent être impliqués également dans l’acquisition du fer via les siderophores pyoverdine et pyochelin.

Références

• Alies et al., Anal. Chem., 2019, 91, 3, 1692–1695
• Alies et al., Org. Biomol. Chem., 2018, 16, 4888-4894
• Barthélémy et al., New J. Chem., 2014, 38, 5240-5246

Les hydrogénases à [FeFe] sont des métalloenzymes qui utilisent un cofacteur organométallique appelé H-cluster pour catalyser la réaction réversible d’oxydation de l’hydrogène moléculaire. Ce H-cluster est constitué d’un centre [4Fe-4S] lié à un centre binucléaire de fer [2Fe]_H via un résidu de cystéine. Ce centre binucléaire [2Fe]_H comporte donc deux atomes de fer, chacun lié à une molécule de monoxyde de carbone et un ion cyanure. Les deux métaux sont, par ailleurs, liés entre eux par une molécule d’azadithiométhyl pontante ainsi qu’une molécule de monoxyde de carbone additionnelle. Ce H-cluster est enfoui au cœur de la matrice protéique et différents canaux (centres [FeS], relais de liaisons hydrogènes et canal hydrophobe), permettent de le connecter à la surface pour le transit des électron, protons et molécules d’hydrogène. L’association de ce complexe à la matrice protéique permet donc le fonctionnement d’un catalyseur extrêmement efficace. Cependant, la production et l’insertion de ce H-cluster au sein de l’hydrogénase ne se fait pas spontanément et nécessite l’intervention d’une machinerie multiprotéique dont le rôle reste encore peu compris.

Le centre [4Fe-4S] est produit par la machinerie générique d’assemblage des centres [FeS]. Le centre [2Fe]_H, lui nécessite l’intervention de la machinerie Hyd qui est composée d’au moins trois métalloprotéines indispensables, HydE, HyF et HydG. HydF possède une activité GTPase et correspond vraisemblablement à la protéine échafaudage sur laquelle le centre [2Fe]_H est construit. Les protéines HydG et HydE appartiennent à la vaste famille des protéines radicalaires SAM dépendantes. HydG utilise la L-tyrosine pour produire les ligands cyanure et monoxyde de carbone via la production d’un composé organométallique intermédiaire L-cysteine-Fe(CO)₂(CN) appelé complexe-B. Ce dernier est alors utilisé comme substrat par HydE. L’atome de fer, les ligands cyanure et monoxyde de carbone ainsi que l’atome de soufre de la L-cystéine constituent le centre [2Fe]_H.

Lors de cette étude regroupant des chercheurs du groupe Métalloprotéines de l’institut de biologie structurale à Grenoble, de l’université UCDavis et de l’Illinois, aux États Unis, la structure cristalline de la protéine HydE liant le complexe-B a été résolue, révélant une coordination unique (k³-cysteinate)Fe(CN)(CO)₂. Les études de cinétique dans les cristaux ont permis de mettre en évidence l’apparition d’une espèce de fer pentacoordiné probablement liée au produit de la réaction de HydE. Les changements conformationnels observés dans les différentes structures suggèrent un mouvement directionnel d’accès du substrat au site actif et d’évacuation du produit, permettant de les protéger d’une éventuelle hydrolyse lors d’un contact avec le solvant.

Crystal Structure of the [FeFe]-Hydrogenase Maturase HydE Bound to Complex-B
Roman Rohac, Lydie Martin, Liang Liu, Debashis Basu, Lizhi Tao, R. David Britt*, Thomas B. Rauchfuss*, and Yvain Nicolet*J. Am. Chem. Soc., May 28, 2021
https://doi.org/10.1021/jacs.1c03367

Au sein de l’équipe Chirosciences à Marseille, la thématique “catalyse en milieu confiné” – qui étudie des catalyseurs confinés au sein de structures cages – est développée par 4 permanents (Cédric Colomban, Bastien Chatelet, Yoann Cotelle et Alexandre Martinez). En particulier l’étude de catalyseurs bio-inspirés encagés vise à obtenir des transformations plus efficaces et sélectives dans des conditions douces. Ces systèmes, inspirés des métalloenzymes, possèdent une structure cage (cavité hydrophobe) agissant comme un filtre permettant de sélectionner le substrat d’intérêt et de protéger le site actif métallique.

Quelques références significatives

• A tris(benzyltriazolemethyl)amine-based cage as a CuAAC ligand tolerant to exogeneous bulky nucleophiles. Chemical Communications, 2021, 57, 2281-2284
• Bioinspired Oxidation of Methane in the Confined Spaces of Molecular Cages. Inorganic Chemistry, 2019, 58, 7220-7228
• Chirality transfer in a cage controls the clockwise/anticlockwise propeller arrangement of the tris(2-pyridylmethyl)amine ligand. Chemical Communications, 2019, 55, 14158-14161

Responsable d’équipe: Alexandre Martinez

Contact: Cédric Colomban (cedric.colomban@univ-amu.fr)

Recruté en 2016 à l’Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (UMR 8182), Wadih Ghattas travaille à la conception, la construction, la caractérisation et l’étude de l’activité catalytique de la première métalloenzyme artificielle in vivo, un domaine de recherche où des protéines sont détournées de leur fonction primaire pour en faire des catalyseurs de réaction abiologiques. Ce concept de métalloenzymes artificielles avec la dimension supplémentaire de l’« in vivo » est nouveau dans le domaine de la chimie bioinorganique et très peu de laboratoires dans le monde s’y intéressent.

Wadih Ghattas s’attache plus particulièrement à des Diels-aldérases artificielles et développe en parallèle des projets à application théranostique via la préparation de nouveaux conjugués entre ligands de récepteurs membranaires et unité catalytique, afin d’activer des sondes d’imagerie ou encore induire la formation d’un principe actif à partir d’une prodrogue. 

Ses travaux ont fait l’objet de deux articles dans le journal du CNRS et 27 articles ont déjà été publiés dans d’excellents journaux (JACS, Angew Chem, ACS Omega, ChemBioChem…). Porteur d’une ANR, il a développé un réseau solide de collaborations et est en émergence au niveau international, ses projets innovants étant particulièrement prometteurs.

Très jeune, j’étais attiré par toutes les sciences exactes et je n’arrivais pas à choisir une seule discipline de spécialisation. Mes choix d’orientation vers la chimie physique, puis la chimie bio-inorganique, ont certainement été guidés par la multidisciplinarité de ces domaines. Depuis mon recrutement, je travaille sur une approche biomimétique des métalloenzymes naturelles, des enzymes dont la structure protéique est associée à des ions métalliques. Je prépare des complexes métalliques ayant des propriétés catalytiques qui n’existent pas dans la nature et je les insère dans des protéines pour créer des métalloenzymes artificielles. Plus récemment, j’ai travaillé à introduire ces enzymes dans une cellule vivante pour la doter de propriétés catalytiques artificielles. Ces dernières sont un outil d’avenir de thérapie et de diagnostic.

• Des cellules humaines transformées en biocatalyseur
• Chimie verte : des réactions de Diels-Alder éco-compatibles

Les hydrogénases sont des métalloenzymes qui utilisent des sites actifs inorganiques, à base de métaux de transition (fer ou nickel), pour catalyser l’oxydation et la production du dihydrogène. L’étude des hydrogénases “à Fer” est un cas d’école en chimie inorganique biomimétique: la structure de l’enzyme élucidée à la fin des années 1990 a permis de comprendre que l’atome d’azote d’une amine dans la seconde sphère de coordination du métal joue un rôle crucial dans la catalyse, en acceptant le proton résultant du clivage hétérolytique du dihydrogène [1].

On considère habituellement que les acides aminés situés à longue distance du site actif, dans la sphère de coordination “externe”, n’interviennent que pour connecter le site actif et l’extérieur de l’enzyme, en aidant les transferts à longue distance des substrats et produits de l’enzyme (les électrons, protons, et le dihydrogène). L’étude par cristallographie, spectroscopie IR, électrochimie et mutagenèse dirigée de l’hydrogénase de la bactérie Clostridium beijerinckii a permis d’illustrer un nouveau mécanisme par lequel la partie protéique d’une enzyme peut déterminer ses propriétés [2].

Contrairement aux hydrogénases à Fer qui étaient connues jusqu’alors, le site actif de cette hydrogénase n’est pas détruit par l’oxygène parce que dans des conditions oxydantes, une cystéine de la seconde sphère de coordination se lie directement à l’ion fer du site actif et le protège. Cette cystéine est présente dans presque toutes les hydrogénases à Fer, mais la flexibilité de la boucle qui la porte est fortement influencée par trois acides aminés non conservés situés à 13Å du site actif. Leur encombrement stérique détermine la vitesse du changement de conformation qui permet à la cystéine de se fixer sur l’ion fer du site actif. Cette liaison complète la sphère de coordination de l’ion fer et empêche la fixation du dioxygène, ce qui protège le site actif.

L’étude permet de détailler le rôle de chacun de ces acides aminés distants du site actif dans le changement de conformation qui se produit dans une hydrogénase particulière, et démontre qu’à l’intérieur de la grande famille des hydrogénases à Fer, les propriétés de l’enzyme ne sont pas imposées uniquement par l’environnement immédiat et très conservé du site actif, mais aussi par un contrôle à longue distance de la réactivité du site actif par des acides aminés qui sont très variables d’une enzyme à l’autre.

• le devenir des nanoparticules d’argent dans le foie,
• l’homéostasie du cuivre en conditions physiologiques et pathologiques,
• le développement de modèles de cultures d’hépatocytes en 3D et,
• les développements en imagerie corrélative élémentaire – ultrastructurale.

L’équipe Met&Or est composée de trois personnels permanents : un maître de conférences, une chercheuse et une technicienne.

Responsable: Aurélien DENIAUD

L’équipe “Bioénergie et environnement” s’intéresse à la bio-activation de petites molécules par des métalloenzymes et des micro-organismes anaérobies. Les thématiques sont centrées autour de l’étude du métabolisme énergétique de microorganismes capables de métaboliser des gaz (CO, CO2, CH4, H2). Les microorganismes modèles seront les deux bactéries photosynthétiques Rhobobacter capsultatus et Rhodospirillum rubrum et l’archée méthanogène Methanococcus maripaludis. La compréhension des mécanismes enzymatiques mis en jeu dans ces processus ainsi que l’optimisation de procédés catalytiques (à base d’enzymes naturelles ou artificielles) pour des applications en chimie durable sont au cœur des préoccupations de l’équipe.

L’équipe Bioénergie & Environnement est constituée de 7 membres permanents et 3 non-permanents.

Responsable: Christine.CAVAZZA@cea.fr

En 1994, Doris a effectué une mobilité géographique et thématique vers le Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines (BIP UPR 9036) dirigé par Mireille Bruschi à Marseille. Elle a recentré son activité sur des systèmes naturels. Avec Elizabeth Lojou, elle a constitué une nouvelle équipe de chimistes au sein d’un environnement de biologistes. L’objectif était d’apporter des compétences électrochimiques et spectroscopiques pour étudier la relation structure-fonction de différentes protéines d’oxydo-réduction, en parallèle aux études sur les modèles synthétiques. Les bactéries intervenant dans la respiration du soufre ont alors attiré son attention et ses travaux ont alors porté sur les cytochromes monohémiques nouvellement extraits de ces bactéries, ainsi que la désulfoviridine, une enzyme contenant un sirohème et impliquée dans la réduction du sulfate en H2S.

Au cours de sa carrière, Doris Lexa a développé un très large éventail de travaux pionniers dans le domaine des transferts d’électron, des processus d’activation de petites molécules et de l’électro-catalyse par les systèmes bioinspirés. En particulier, les études poussées sur l’électrochimie des porphyrines de fer développées au LEM en collaboration avec Jean-Michel Savéant sont à l’origine de thématiques très en pointe de nos jours. Ses travaux peuvent être considérés parmi les travaux fondateurs du domaine de l’électrochimie des systèmes biomimétiques, biologiques et supramoléculaires. Elle était un membre actif de SAMBAS, groupe de recherche initiateur du “Club Métalloprotéines et modèles” et du FrenchBIC.

Ses collaborateurs et collaboratrices et les doctorant-e-s qu’elle a formé-e-s peuvent témoigner de la passion, de l’enthousiasme et de la grande rigueur avec lesquels Doris abordait son activité scientifique. C’était également une personne extrêmement attentionnée, bienveillante et chaleureuse, toujours prête à apporter conseil et soutien, en particulier aux jeunes chercheuses et chercheurs, à qui elle avait le désir de transmettre sa passion pour l’étude des métalloprotéines et de leurs modèles. Christophe Léger se souvient avec quelle gentillesse elle l’a accueilli à son arrivée au BIP, et son équipe utilise encore quotidiennement l’équipement qu’elle avait acquis.

Originaire du Sud de la France, Doris s’était installée à Marseille à la fin de sa carrière. Elle était également une navigatrice hors pair, et elle abordait cette activité extra-professionnelle avec la même passion, enthousiasme et rigueur que pour ses travaux scientifiques. Elle a longtemps été skippeuse sur les bateaux du CAES CNRS, heureuse de partager sa passion de la mer avec ses collègues.

Portée par sa générosité et son désir d’accompagnement, au cours de ses années de retraite, Doris était engagée auprès d’associations locales d’aide à l’insertion et d’alphabétisation.

Ses collaborateurs et collaboratrices gardent en mémoire le souvenir d’une collègue chaleureuse, amicale et toujours curieuse de nouvelles découvertes.

15 décembre 2020
Yves Le Mest – Elodie Anxolabéhère

Repères sur la carrière de Doris Lexa (1938-2020) :

• 1958 – 1961 : Licence ès Sciences Paris, Faculté des Sciences Paris
• 1962 – 1963 : Enseignante au lycée de Bonneville
• 1963 – 1967 : Laboratoire de Biophysique du Museum National d’Histoire Naturel (MNHM), Ingénieur DRME détachée à l’ENS St Cloud
• 1967-1969 : Collaboratrice Technique CNRS, MNHM
• 1968 : DEA Electrochimie
• 1969 – 1974 : Assistante Titulaire au MNHM
• 1972 : Doctorat ès Sciences Physiques “Contribution à l’étude des propriétés d’oxydo-réduction des cycles tétrapyrroliques et de leurs complexes métalliques” Dir. J.-M. Lhoste
• 1974 – 1979 : Maître-Assistante titulaire MNHM
• 01 01 1980 : Nomination Chargée de Recherche CNRS détachée du MNHM au Laboratoire d’Electrochimie Moléculaire UMR 7591, Université Paris VII
• 1981 – 1989 : Maître de Recherche, Laboratoire d’Electrochimie Moléculaire
• 1990 : Directeur de Recherche 2 CNRS titulaire
• 1994 : Directeur de Recherche 2 à l’UPR 9036, Bioénergétique et Ingénierie des Protéines (BIP) Marseille

Quelques articles jalons de l’éventail des thématiques initiées et développées par Doris Lexa :

• Characterization of reduction steps of Fe(III) porphyrins. D. Lexa, M. Momenteau, J. Mispelter, Biochim. Biophys. Acta 1974, 338(1), 151-163.
• Cobalt – bis(histidine methyl-ester) deuteroporphyrine IX: a coenzyme B12 – related model. M. Momenteau, D. Lexa, Biochem. Biophys. Research Comm. 1974, 58(4), 940-944.
• Electrochemical and spectral characterization of the reduction steps of µ-oxo-bis(iron tetraphenylporphyrin) dimer in dimethylformamide. K. M. Kadish, G. Larson, D. Lexa, M. Momenteau, J. Am. Chem. Soc. 1975, 97(2), 282-288.
• Electrochemistry of vitamin B12. I. Role of the base-on/base-off reaction in the oxydoreduction mechanism of the B12r-B12s system. D. Lexa, J.-M. Savéant, J. Am. Chem. Soc. 1976, 98(9), 2652-2658.
• Chemical catalysis of the electrochemical reduction of alkyl halides: Comparison between cobalt-tetraphenyl porphin and vitamin B12 derivatives. D. Lexa, J. M. Savéant, J. P. Soufflet, J. Electroanal. Chem. 1979, 100(1-2), 159-172.
• ECE reaction pathways in the electrochemical reduction of dicyanocobalamin: Kinetics of ligand substitution in vitamin B12r cyanoco(II)balamin. C. Amatore, D. Lexa, J.-M. Savéant, J. Electroanal. Chem. 1980, 111(1), 81-89.
• Electroreductive alkylation of iron in porphyrin complexes. Electrochemical and spectral characteristics of σ-alkyl iron porphyrins. D. Lexa, J. Mispelter, J.-M. Savéant, J. Am. Chem. Soc. 1981, 103(23), 6806_6812.
• Redox Reltionship between Carbeneiron and σ‐Alkyliron Porphyrins. D. Lexa, J.-M. Savéant, J.-P. Battioni, M. Lange, D. Mansuy, Angew. Chem. Int. ed. Eng. 1981, 20(6-7), 578-579.
• The electrochemistry of vitamin B12. D. Lexa and J.-M. Savéant, Acc. Chem. Res. 1983, 16(7), 235-243.
• Molecular environment effects in redox chemistry. Electrochemistry of ether-linked basket-handle iron porphyrins. D. Lexa, M. Momenteau, P. Rentien, G. Rytz, J.-M. Savéant. J. Am. Chem. Soc., 1984, 106(17), 4755-4765.
• Integrated molecular systems. Fixation of carbon monoxide on iron(I) in simple and superstructured porphyrins. A. Croisy, D. Lexa, M. Momenteau, J.-M. Savéant, Organometallics 1985, 4(9), 1574-1579.
• Catalysis of the electrochemical reduction of carbon dioxide by iron(“0”) porphyrins. M. Hammouche, D. Lexa, M. Momenteau, J.-M. Savéant, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 1988, 249(1-2), 347-351.
• Reaction of carbon monoxide with alkyliron porphyrins generated from alkyl halides and electrochemically produced iron(I) and iron(“0”) porphyrins. C. Gueutin, D. Lexa, M. Momenteau, J-M. Savéant, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112(5), 1874.
• Reversible two-electron-one-proton systems in the ring-centered oxidation of metalloporphyrins bearing secondary amide-linked superstructures. A. El-Kasmi, D. Lexa, P. Maillard, M. Momenteau, J.-P. Savéant, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113(5), 1586-1595.
• Molecular catalysis of electrochemical reactions by low valent transition metal complexes: metalloporphyrins. D. Lexa and J.-M. Savéant. In: Pombeiro A.J.L., McCleverty J.A. (eds) Molecular Electrochemistry of Inorganic, Bioinorganic and Organometallic Compounds. NATO ASI Series (Series C: Mathematical and Physical Sciences), vol 385. Springer, Dordrecht. 1993, vol. 385, 295-306.
• Highly reduced iron porphyrins: UV-vis and resonance Raman spectro-electrochemical studies of FeTPP and FeTF5PP. E. Anxolabéhère, G. Chottard, D. Lexa, New J. Chem., 1994, 18, 889-899.
• Aqueous chemistry of high-valent Manganese. Structure, magnetic, and redox properties of a new type of Mn-oxo cluster, [Mn4IVO4(bpy)6]4+: relevance to the oxygen evolving center in plants. C. Philouze, G. Blondin, J.-J. Girerd, J. Guilhem, C. Pascard, D. Lexa, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116(19), 8557-8565.
• Chemical modeling of the oxygen-evolving center in plants. Synthesis, structure, and electronic and redox properties of a new mixed valence Mn−Oxo cluster:  [Mn2III,IVO2(bisimMe2en)2]3+ (bisimMe2en = N,N‘-Dimethyl-N,N‘-bis(imidazol-4-ylmethyl)ethane-1,2-diamine). EPR detection of an imidazole radical induced by UV irradiation at low temperature. Y. M. Frapart, A. Boussac, R. Albach, E. Anxolabéhère-Mallart, M. Delroisse, J.-B. Verlhac, G. Blondin, J.-J. Girerd, J. Ghilhem, M. Césario, A. W. Rutherford, D. Lexa, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118(11), 2669-2678.
• Electron transfer in tetrahemic cytochromes c 3:  spectroelectrochemical evidence for aconformational change triggered by Heme IV reduction. I. Kazanskaya, D. Lexa, M. Bruschi, G. Chottard, Biochemistry 1996, 35(41), 13411–13418.
• Electrochemical generation of rhodium porphyrin Hydrides. Catalysis of hydrogen evolution. V. Grass, D. Lexa, J.-M. Savéant, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119(32), 7526-7532.
• Copper complexes as functional models for dopamine β-hydroxylase – Stereospecific oxygen atom transfer. I. Blain, P. Bruno, M. Giorgi, E. Lojou, D. Lexa, M. Réglier, Eur. J. Inorg. Chem., 1998(9), 1297-1304.
• The Naphthoquinol Oxidizing Cytochrome bc 1 Complex of the Hyperthermophilic Knallgasbacterium Aquifex aeolicus : Properties and Phylogenetic Relationship. M. Schütz, B. Schoepp-Cothenet, E. Lojou, M. Woodstra, D. Lexa, P. Tron, A. Dolla, M.-C. Durand, K. O. Stetter, F. Baymann, Biochemistry 2003, 42(36), 10800 – 10808.

Contact: Carole Baffert

The main goal of my PhD is the electrochemical generation of intermediate species that are formed during the reduction of O2 by Fe porphyrins, as a greener alternative for achieving catalytic oxidation of substrates. Encouraged by results that we obtained in our laboratory. I wanted to study my system, that is simple Fe porphyrins such as Fe tetraphenyl porphyrin in DMF and acetonitrile in presence of O2, with an efficient cryo-spectroelectrochemistry set-up in Brest, in collaboration with Dr. Nicolas Le Poul at Laboratoire de Chimie et Electrochimie Moléculaires et Chimie Analytique. Thanks to a grant from FrenchBIC, I spent one week in this laboratory performing low temperature UV-Vis spectroelectrochemistry experiments. Firstly, I studied the intermediates that are produced during electrochemical O2 reduction by FeF20TPPCl in presence of a strong acid in DMF solutions. Secondly, I studied the intermediates that are produced when FeTPPCl reduces O2 electrochemically in absence of acid. The results were promising. We will keep our collaboration to further analyze their activity. I am thankful to FrenchBIC for the grant and to Dr. Nicolas Le Poul and his team for hosting me, it has been a great experience.

Nikos Kostopoulos

Rappels

Penser à Inscrire les nouvelles et nouveaux membres de vos labos à notre mailing list, 

Mettre un lien vers le site du GIS sur le site de votre labo (cela fait partie des conditions d’adhésion des équipes). 

Annoncer sur le site en utilisant la rubrique contact vos conférences, webinaires, offres de jobs, CVs, résultats marquants (rubrique Journal Club) etc. Plus de 250 annonces de postes et autant d’annonces de conférences ont été publiées sur le site depuis 2015.

Les contours du GIS

Suite à décision en AG 2018, toutes les équipes ont été recontactées pour leur demander de confirmer leur volonté de faire partie du GIS. Six ont décliné. 

Par ailleurs, 3 nouvelles équipes ont rejoint le GIS depuis la dernière AG, après validation par le directoire (selon les modalité d’adhésion décrites sur le site): équipe Lojou à Marseille, Lobinski à Pau, Ortega à Bordeaux. 

La liste à jour compte 56 équipes.

Création d’un groupe thématique “BIC” de la SCF

Le GIS envisageait un rapprochement avec la SCF depuis 2016. La création du Groupe thématique de chimie bioinorganique de la SCF a été approuvée à l’unanimité par le CA de la SCF, avec le soutien de la DCC, pour trois ans (renouvelables). Le GT doit fournir un rapport d’activité annuel au bureau, précisant notamment ses interactions avec la SCF.

L’élection des membres du bureau du GT le 12/12/2019 a permis de nommer: Président : C LEGER; VP et secrétaires: Frédéric BANSE et Isabelle MICHAUD-SORET; Trésorière: Catherine BELLE, Représentant à L’Actualité Chimique: Benoît BERTRAND; Correspondante communication auprès du siège: Marine DESAGE-EL MURR, Représentant·e·s du GT au bureau de la DCC: Isabelle M-S.

Les membres du GIS sont vivement encouragés à adhérer à la SCF, division Chimie de coordination.

Le GT est la représentation du GIS au sein de la SCF. Il ne s’agit pas d’un groupe indépendant.

Pour assurer la cohésion, le bureau du GT est fusionné avec le directoire du GIS pour le partage d’informations et les prises de décision “quotidiennes” (vote sur les demandes de subvention etc.). 

Bilan des appels d’offre FrenchBIC

L’AG 2018 a précisé les conditions dans lesquelles le GIS peut attribuer un financement pour une mission: un jeune membre du GIS est subventionné à hauteur de 500€ max pour partir en mission dans une autre équipe du GIS. Un court rapport est publié sur le site du GIS après la mission, et le GIS est remercié sur l’article éventuel qui résulte de la mission. Le terme “jeune” n’est pas défini par une limite d’âge. Ces demandes peuvent se faire au fil de l’eau. 

Les financements accordés récemment:

• Raul Balderrama : Exploring of the therapeutical properties of novel phenanthroline based ligands (ISM2, Marseille, and LCC, Toulouse) 2019
• Lisa ZUILY: Regulation of Zn-binding molecular chaperones by Cu, molecular insights? (BIP, Marseille, LCC, Toulouse 2019)
• Fangfang Yang: Targeted Supported Laccase-based Hybrid Systems for Continuous Flow Catalysis (ISM2, Marseille, CRPP, Bordeaux 2019)
• Nikolaos Kostopoulos: Cryo-spectroelectrochemical UV-Vis study of the electrochemical activation of O2 with Fe porphyrins (LEM, Paris, and CEMCA, Brest 2020)

Les critères d’éligibilité sont assouplis: les missions doivent concerner au moins une équipe du GIS (au lieu de deux) et sont ouvertes aux collaborations internationales (entrantes/sortantes), pourvu que la somme demandée corresponde à un réel besoin. La possibilité de demander de tels financements sera rappelée par mail plusieurs fois.

Congrès financés par le GIS

Depuis 2018, des financements (modestes) ont été attribués pour quatre conférences. CuBICs (2018), QBICV (2019),  BIOMETALS (2020) et GECOM CONCOORD (2021)

Le financement est conditionné à la décision du directoire élargi. Les conditions nécessaires sont que :

• Le congrès indique le logo du GIS et un court texte de présentation du GIS sur le programme WEB et en version papier
• Une session doit être clairement identifiée “FrenchBIC”; elle peut être introduite par un·e chair(wo)man membre du GIS. 
• Le directoire du GIS est à la disposition des organisateurs·rices pour proposer des noms d’intervenant·e·s.

Ces conditions sont affichées sur le site du FrenchBIC.

Bilan des dernières réunions

Les évènements du GIS sont organisés localement, mais le GIS prend le risque financier et le bénéfice s’il y en a. Depuis 2018, nous avons obtenu de nombreux financements par sponsors publics et privés, qui s’ajoutent à la dotation annuelle du CNRS pour nous permettre de donner des subventions, des prix (posters, confs orales), et de proposer des inscriptions très peu chères aux événements du GIS, en particulier pour les non-permanents.

Réunion annuelle à Carry en 2018. 

La réunion 2018  s’est déroulée du 14 au 17 octobre 2018 à Carry, avec 62 participants, 3 conférences invitées, 28 communications orales et une séance poster. Voir le programme, les photos, et le CR de l’AG.

2eme école METBIO à Carry et Marseille en 2019. 

La participation du GIS à l’organisation d’écoles thématiques était un objectif depuis notre rencontre avec nos tutelles en 2014.

La deuxième école “techniques d’études des métaux en biologie”, organisée à Carry le Rouet et Marseille, s’est déroulée du dimanche 06/10/19 au soir au vendredi 11/10/2019 au matin. 44 étudiant·e·s, provenant pour moitié de laboratoires étrangers, 27 ans en moyenne, ont été sélectionné·e·s parmi 60 candidatures. Le programme comportait des cours et deux jours de travaux pratiques. Les enseignant·e·s provenaient d’organismes français (universités, CNRS, Institut Curie, CEA) et étrangers (Allemagne, Angleterre). Trois présentations flash ont été récompensées. Voir le bilan pour plus de détails. 

Réunion annuelle 2020

La réunion 2020 initialement prévue au printemps 2020 a été repoussée à l’automne, puis remplacée par un webinaire gratuit, ouvert à la communauté germanique. 130 personnes ont participé.

Prochains évènements

3eme école METBIO.

Christophe Decroos de l’ISM2 porte le projet au CNRS d’une école thématique organisée du 12 au 17/09/2021 à Carry le Rouet. Toutes les demandes de financement CNRS d’écoles en 2020 ont été reportées sur 2021, nous devrions savoir d’ici la fin de l’année quel sera le financement CNRS de cette école. 

Réunion annuelle à Strasbourg octobre 21

Le VVF d’Obernai a conservé l’avance faite par l’IC à Strasbourg, et nous les restituera sous la forme d’un avoir valable pour la réunion annuelle 2021, dorénavant prévue du 10 au 13 Octobre 2021 en présentiel. 

Réunion annuelle automne 2022

Sous réserve: organisation de la réunion annuelle 2022 à Roscoff par les Brestois. 

Bilan des ANR 2019 et 2020

Des membres du GIS se sont inquiété·e·s du fait qu’aucun projet “chimie bioinorganique” n’a été sélectionné par les CE07 (Chimie moléculaire et procédés associés pour une chimie durable) et CE11 (Structures et relations structure-fonction des macromolécules bio) de l’ANR en 2019 (sur au moins 16 projets déposés par les membres du GIS).  Cela pose la question de l’évaluation des projets interdisciplinaires par les CES disciplinaires de l’ANR. Alerté à ce sujet en 2019, le représentant de la direction des opérations scientifiques de l’ANR nous a assuré que notre contribution prendra forme dans un comité (notamment le CE07) qui prendra en compte l’axe Chimie/Biologie. Sans qu’on puisse établir de causalité, 5 projets “BIC” ont été sélectionnés en CE07 et CE11 en 2020 (sur 25 déposés).

Evolution de la gouvernance

Après discussion et vote au sein du directoire et pendant l’assemblée générale, il a été décidé que la gouvernance (P/VP) évoluera de la façon suivante, qui garantit un roulement sur la prise de responsabilités et un passage de relais au fil des élections.

• Election tous les 4 ans, suite à un appel à la communauté,  d’une personne qui restera “en fonction” 8 ans: 2 ans VP entrant, 4 ans P, 2 ans VP sortant. 
• Votent tous les personnels permanents (C/EC/I/T) d’une équipe du GIS qui font la démarche de s’inscrire et déclarent être impliqué·e·s dans une activités liée à la thématique du GIS (chimie bioinorga).
• La prochaine élection aura lieu fin 2020. 

Autres projets

• Groupe de travail pour la rédaction d’un article sur le travail d’Yves Le Mest à l’occasion de son départ à la retraite. 
• Proposer du contenu pour l’Actualité Chimique. Relancer le projet ancien de dossier thématique « BIC ».  
• Amélioration collective de fr.wikipedia.org/wiki/Chimie_bioinorganique 
• Proposition de publier des articles de revue en français. https://iste-editions.fr/ 

Serge avait obtenu en 1989 un doctorat en systèmes électroniques à l’Institut National Polytechnique de Grenoble. Recruté au CEA Grenoble en 1990, il débute sa carrière au sein du service de Biophysique Moléculaire et Cellulaire.

En 2007, Serge prend la direction de l’équipe « Modélisation Interaction et Repliement » au sein du Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux, puis en 2011 du groupe « Modélisation et Chimie Théorique ».

Les activités principales de l’équipe utilisent des approches théoriques et spectroscopiques pour comprendre les mécanismes en jeu dans les domaines de la chimie et de la biologie des métaux. Serge comptait des nombreuses collaborations avec les expérimentateurs du laboratoire, avec qui il était toujours prêt à discuter. Sa disponibilité et sa capacité à communiquer ont rendu ces collaborations profitables pour tous, mais aussi fructueuses en terme de résultats scientifiques.

Auteur d’une cinquantaine de publications scientifiques au cours de sa carrière, Serge s’est consacré à la modélisation de nombreux systèmes biologiques. Il a notamment contribué à l’étude structurale et fonctionnelle de protéines membranaires majeures, en réalisant des modèles intégrant l’environnement lipidique de ces protéines.

Il s’intéressait également depuis de nombreuses années à la structure et la réactivité de différentes familles de métalloprotéines et était impliqué dans des travaux de développement de méthodes et d’outils informatiques. Il croyait dans les approches couplées de dynamique et d’amarrage moléculaires et d’études d’interactions expérimentales biochimiques ou biophysiques.

Nous avons perdu un collaborateur et un ami, un homme d’une profonde intelligence qui a su rester humble et qui nous a permis de percer les secrets de la modélisation grâce à ses explications mêlant humour et science.

Fondé en janvier 2020, ce groupe comprend actuellement 3 chercheurs permanents (Anne de Poulpiquet, MCF, Ievgen Mazurenko, CRCN, Elisabeth Lojou, DR).

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Charlène Esmieu: J’ai soutenu ma thèse en Chimie Inorganique et Bio-Inorganique à l’Université Grenoble Alpes en Novembre 2014. Mes recherches, effectuées sous la direction de Stéphane Ménage et Stéphane Torelli au Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM – UMR 5249 CEA/CNRS/UGA) à Grenoble, ont porté sur la synthèse et la caractérisation de complexes bi-nucléaires de cuivre bio-inspirés de la réductase de l’oxyde nitreux, pour la réduction de N2O. J’ai ensuite rejoint le groupe de Gustav Berggren à l’Université d’Uppsala pour un premier post-doctorat de 3 ans. J’y ai étudié des mimes fonctionnels du site actif des hydrogénases, et l’activation d’hydrogénase « in vivo » chez des bactéries et cyanobactéries grâce à des cofacteurs synthétiques. Depuis mai 2018, je travaille au sein du groupe de Christelle Hureau au Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC – UPR 8241) à Toulouse sur la capacité des peptides Aβ tronqués à générer des espèces réactives de l’oxygène en présence d’ion cuivre.

J’ai été recrutée en tant que chargée de recherche au sein de l’équipe « Alzheimer et Amyloïde » lors de la campagne de recrutement 2019 pour y développer de nouveaux ligands traçables des ions cuivre dans le contexte de la thérapie par chélation pour la maladie d’Alzheimer.

My PhD project aims at developing new supported hybrid catalyst for cooperative oxidative transformation of alcohols. We aim at vectorizing an oxidant module represented by a transition-metal-based-catalyst at the surface and close vicinity of the active copper center of a robust laccase to perform safe dioxygen reduction into water in a cooperative mode. This hybrid catalyst will then be confined in tailor-made silica-based nanomaterials to provide new properties to the hybrid catalyst dealing with stability, selectivity, efficiency and recyclability. Our preliminary results show that laccase and transition metal complex have to be covalently bound to the foam. We have undertaken at first a random functionalization of laccase which gives good catalytic results. Based on these results we want to control this immobilization in order to better control the reactivity. Thus, it is necessary to prepare more silica foam with different shapes and surface modification. The research group of Prof. Rénal Backov have done many valuable researches in the field of design, synthesize, and study the properties and functionalities of advanced functional materials. During this period in his lab, I synthesized an amount of silica foams with controlled size as monoliths and beads and did a series of characterizations (SEM; FT-IR; Hg intrusion or gas adsorption methods). Also, I managed the functionalization of these silica foams and detected the activity of immobilized enzyme. Through this collaboration, I learned more about synthesis, functionalization and activities of silica material. I would like to thank Prof. Rénal Backov, who provided me much valuable information about my project, and also thank the FrenchBIC for the grant.

 

Fangfang YANG

Les travaux de recherche du groupe CABIE de l’IPREM portent principalement sur le développement des méthodes analytiques pour la spéciation des métaux à l’état de traces et d’ultratraces en milieu biologique. L’accent est mis sur les techniques de couplage entre la chromatographie ou l’électrophorèse et la spectrométrie de masse plasma à couplage inductif (ICP) et électrospray en vue de la caractérisation du métallome (l’ensemble des métaux et de ses formes chimiques) à l’échelle de la cellule, du tissu ou de l’organisme.  Les teneurs en métaux et leur spéciation sont corrélées avec les données génomiques, protéomiques et métabolomiques pour expliquer les mécanismes par lesquels les différentes biomolécules permettent à des métaux d’accomplir ses fonctions biologiques.

Contact : Ryszard LOBINSKI

During my Ph.D. I have been exploring the impact of copper, a very powerful antimicrobial reagent, on proteostasis and the role played by molecular chaperone during copper stress. I specially focused on a redox-regulated holdase chaperone : Hsp33. Hsp33 activation is regulated by a zinc center, in which the Zn2+ ion is coordinated by four highly conserved cysteines. Upon oxidative and unfolding stress (e.g., H2O2 and heat), these conserved cysteines form 2 disulfide bonds and zinc is released. This event and the unfolding of the C-terminal region of Hsp33’s allow the exposure of substrate binding site. In presence of copper, Hsp33 can also be activated without the requirement of a thermal stress. To decipher how copper triggers the chaperone activity of Hsp33 at a molecular level, I spent two weeks in O. Sénèque laboratory in Grenoble who has strong expertise on metalloproteins zinc sites reactivity and has access to various spectroscopy approaches : UV absorption, fluorescence and CD. These technics were used to monitor Hsp33 Zn release, Cu binding and changes in the folding of the protein. I would like to acknowledge the FrenchBIC for the grant and Dr. Sénèque, for this great opportunity. Being in his lab was a great experience that taught me a lot.

Lisa ZUILY 

Publication : “Copper Induces Protein Aggregation, a Toxic Process Compensated by Molecular Chaperones”, mBio, 2022 10.1128/mbio.03251-21

Les objectifs de l’équipe ICS Imagerie Chimique et Spéciation du CENBG (UMR5797, CNRS, Université de Bordeaux) sont de comprendre les effets neurobiologiques et neurotoxiques des éléments chimiques, stables ou radioactifs, au moyen de techniques d’imagerie et de spéciation par faisceaux d’ions ou de rayonnement synchrotron. L’imagerie à très haute résolution spatiale est réalisée par nano-SXRF (Synchrotron X-Ray Fluorescence), la spéciation chimique par micro-spectroscopie d’absorption de rayons X (XAS). Nous avons développé des protocoles d’imagerie corrélative pour comparer la distribution des éléments avec celle de protéines ou d’organites cellulaires. Les résultats obtenus ont permis de révéler par exemple un rôle nouveau des vésicules dopaminergiques dans le stockage du fer, de l’appareil de Golgi dans la détoxification du manganèse, deux éléments chimiques impliqués dans l’étiologie de la maladie de Parkinson, ou encore de déterminer les états d’oxydation des métaux à l’échelle des organites cellulaires pour mieux comprendre leurs mécanismes de toxicité. Nous avons également montré l’interaction physiologique du zinc et du cuivre avec les protéines du cytosquelette dendritique de neurones d’hippocampe et son implication possible dans les processus de mémorisation.

Personnel permanent impliqué : Richard Ortega, DR, CNRS ; Asuncion Carmona, CR, CNRS ; Stéphane Roudeau, IR, CNRS.

Contact : Richard Ortega

Quelques références récentes :

• Carmona A., Roudeau S., Perrin L., Carcenac C., Vantelon D., Savasta M., Ortega R. (2019) Mapping chemical elements and iron oxidation states in the substantia nigra of 6-hydroxydopamine lesioned rats using correlative immunohistochemistry with proton and synchrotron micro-analysis. Frontiers in Neuroscience, 13:1014.
• Carmona A., Zogzas C.E., Roudeau S., Porcaro F., Garrevoet J., Spiers K., Salome M., Cloetens P., Mukhopadhyay S., Ortega R. (2019) SLC30A10 mutation involved in parkinsonism results in manganese accumulation within nano-vesicles of the Golgi apparatus. ACS Chemical Neuroscience, 10, 599-609.
• Carmona A., Malard V., Avazeri E., Roudeau S., Porcaro F., Paredes E., Vidaud C., Bresson C., Ortega R. (2018) Uranium exposure of human dopaminergic cells results in low cytotoxicity, accumulation within sub-cytoplasmic regions, and down regulation of MAO-B. NeuroToxicology, 68, 177-188.
• Porcaro F., Roudeau S., Carmona A., Ortega R. (2018) Advances in element speciation analysis of biomedical samples using synchrotron-based techniques. Trends in Analytical Chemistry, 104, 22-41.
• Perrin L., Roudeau S., Carmona A., Domart F., Petersen J.D., Bohic S., Yang Y., Cloetens P., Ortega R. (2017) Zinc and copper effects on stability of tubulin and actin networks in dendrites and spines of hippocampal neurons. ACS Chemical Neuroscience, 8, 1490-1499.

Lieu: Carry le Rouet et Marseille (13)

Dates: 6/10/19-11/10/19

Programme, photos et remises des prix.

Cette école était organisée sous l’égide du GIS “Groupe Français de Chimie Bioinorganique” (FrenchBic) qui regroupe environ 50 équipes de 25 laboratoires répartis sur l’ensemble du territoire français. Les objectifs étaient de former les jeunes chercheurs ou chercheurs confirmés à des techniques de pointe interdisciplinaires pour l’étude des métaux en biologie. Cette école avait donc pour but d’amener les participants à nouer des liens créer des interactions avec les enseignants et entre eux. Cette école avait également pour objectif d’amener les participants à un niveau de compétence leur permettant de profiter pleinement des plateformes techniques françaises, ainsi que des grandes infrastructures européennes. Elle est également une étape pour redynamiser l’enseignement de la chimie bioinorganique au niveau national et aboutir à terme à l’organisation d’écoles européennes.

Nous avons reçu près de 60 candidatures et sélectionné 44 personnes pour participer à l’école. Les personnes provenaient pour moitié environ de laboratoires français (Grenoble, Paris, Marseille, Orléans, Nancy), l’autre moitié appartenaient à des laboratoires étrangers (Royaume Uni, Allemagne, Italie, Suède, Norvège, Russie, Pologne, Sénégal). Tous les cours et travaux pratiques (TPs) ont été assurés en anglais et d’après les évaluations, cela n’a posé aucun problème.

La moyenne d’âge des participant·e·s est de 27 ans. La plupart des participant·e·s sont des étudiant·e·s en thèse mais 4 post-doctorant.e.s et 10 chercheur·e·s /enseignant·e·s en poste (dont 2 étrangers) ont également participé. 10 professeur·e·s (français et étrangers) sont intervenus pour donner les cours. Ces professeurs provenaient des organismes français (universités, CNRS, Institut Curie, CEA) et étrangers (Allemagne, Angleterre).

L’école, organisée à Carry le Rouet et Marseille, a débuté le dimanche 06/10/19 au soir et les participants sont partis le vendredi 11/10/2019 au matin. L’école a commencé par une conférence d’introduction le dimanche soir après dîner. Les lundi et mardi ont été consacrés aux cours théoriques de 1h30-2h et les techniques suivantes ont été abordées : RPE, RMN, Mössbauer, évolutions récentes in cell, cryo electron microscopy, cristallographie des protéines, imagerie des métaux en milieux complexes, chimie théorique, spectroscopie vibrationnelle. Ces cours ont été complétés par 4 demi-journées de TPs les mercredi et jeudi (par groupes de 5-6 élèves) dont 3 TPs obligatoires (RPE, RME, électrochimie) et un à choisir dans la liste proposée (Imaging, DFT, Stopped flow, cristallographie).

Les participant·e·s ont présenté leurs travaux au cours d’une séance de présentations flash (3 minutes par personne) et d’une séance de présentations par affiches. Ces présentations ont été récompensées par trois prix(décernés par le FrenchBic) attribués par les enseignant·e·s.

Synthèse de l’évaluation à chaud :

Aspect scientifiques

• L’unanimité des participants a trouvé que le programme proposé était en adéquation avec les objectifs de l’ école
• La majorité des élèves a apprécié le niveau des cours et les ont trouvé excellents (36,8%), très bon (50%) et bon (10,5%). Une personne a trouvé les cours non adaptés. Cela est difficilement évitable compte tenu de la diversité du niveau des participants.
• Les étudiant·e·s plébiscitent les TPs en petits groupes qui permettent de clarifier les cours, de se familiariser avec le matériel et de poser des questions aux profs.
• 92% des participants.e.s disent avoir eu des discussions professionnelles avec les enseignant.e.s ou les autres participant.e.s et 25% pensent que ces discussions vont aboutir à des collaborations.
• Quelques élèves ont trouvé le programme trop dense
• Certains participants auraient souhaité plus de sessions pratiques
• La majorité des participants sont en faveur d’une continuation de cette école

Points positifs :

• Les objectifs en termes de “mise à niveau” ou d’introduction aux techniques sont atteints pour la majorité des élèves
• La combinaison cours/TPs, la réalisation des TPs en très petits groupes
• Les sessions posters et communications flashs
• La mobilisation importante des enseignant·e·s qui sont restés qui sont pour la plupart (sauf 2) pendant toute la durée de la session théorique.

Points à améliorer :

• Rajouter des sessions pratiques (ce qui peut poser des problèmes de budget)
• Elargir les illustrations des champs d’application des techniques (chromatographie etc.)
• Mieux définir les pré-requis pour l’école (demandé par env. 18% des participant.e.s et enseignant.e.s). Nous n’avions pas défini de pré-requis pour ne pas limiter la participation à l’école d’étudiants provenant de plusieurs champs disciplinaires. Cela a inévitablement induit des différences de niveau entre participant.e.s.
• Rajouter un TP de Mössbauer (un peu difficile à organiser mais à réfléchir pour une prochaine édition)
• Rallonger les sessions posters

Aspects organisationnels

Points positifs :

• Les échanges entre participant.e.s et professeur.e.s qui ont été regroupés sur un même lieu pendant plusieurs jours
• La combinaison théorie et pratique
• Les infrastructures du centre vacanciel

Points à améliorer :

• les transferts entre le centre vacanciel et les laboratoires de Marseille pour les TPs (nous avons eu des problèmes de traffic). Ce point sera difficile à améliorer. Nous envisageons de décaler les horaires pour éviter les bouchons.

Suite envisagée

Le directoire du FrenchBic souhaite reconduire une école thématique pour compléter les techniques abordées.

• Heike Meyer finished her Master studies in 2018 at the Institute of Biology of the Albert-Ludwigs-University in Freiburg (Germany) with the main focus on microbiology and biochemistry. This February she started her PhD in the group of Prof. Dr. Gunhild Layer at the Institute of Pharmaceutical Sciences of the University of Freiburg. She presented her work on the functional characterization of the Radical SAM enzyme NirJ, which is involved in heme d 1 biosynthesis. Heme d 1 , a tetrapyrrole with a central iron ion, contains two unusual keto groups at rings A and B. It occurs as one of the cofactors of the dissimilatory cytochrome cd 1 nitrite reductase NirS. Its biosynthesis was elucidated in recent years, except the chemically challenging introduction of both keto groups. The Radical SAM enzyme NirJ might be a possible candidate for this particular reaction. NirJ catalyzes the removal of the two propionate side chains at rings A and B. However, it is unknown whether NirJ is also responsible for the subsequent introduction of the two carbonyl groups. The presented work provided insight in the functional characterization of NirJ, as well as the challenges which needed to be overcome under anaerobic conditions. Reference: The Radical SAM enzyme NirJ catalyzes the removal of two propionate side chains during heme d 1 biosynthesis, L. Boss, R. Oehme, S. Billig, C. Birkemeyer, G. Layer, The FEBS Journal 2017, 284, 4314–4327.
• Amanda Lyn Robinson obtained her MS degree in chemistry with a focus on biomolecular chemsitry as part of the Frontiers in Chemistry (FrInCh) program, shared between Paris Descartes and Paris Diderot Universities. She is now a PhD student at Paris Sud University, working under the supervision of Dr. Jean-Noël Rebilly and Pr. Frédéric Banse in the Laboratoire de Chimie Inorganique (LCI) at the Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO). Her main research interests include biomimetic chemistry and small molecule activation. At the French BIC Met Bio summer school, she presented her initial results in a work entitled “A New Iron Complex with a Smart Second Coordination Sphere for Bioinspired Oxidation Catalysis.” These results were the first part of an ongoing investigation of a novel iron complex that mimics key aspects of the cytochrome P450 enzyme.
• Martha Zoumpoulaki got her MS degree in Molecular Chemistry and Chemical Biology at Sorbonne Université in 2017 (M2 Chimie Moléculaire Program), in parallel with the diploma of the Ecole Normale Supérieure of Paris with a major in chemistry and a minor in theatre studies. She is now a PhD student in Laboratoire des Biomolecules (LBM) and her fellowship is funded by the ANR. She works with Clotilde Policar and Nicolas Delsuc at Laboratoire des Biomolecules (LBM) in collaboration with Joelle Vinh at the Biological Mass Spectrometry and Proteomics lab (SMBP) at the ESPCI. She presented her work entitled: Quantifying the cellular redoxome: Effect of a MnSOD mimic, a potential metallodrug against Inflammatory Bowel Diseases. A Mn-complex with a superoxide dismutase activity (Mn1) was studied in a cellular model of oxidative stress and inflammation. It was previously shown to have an intracellular anti-superoxide and anti-inflammatory activity 1 . This work describes the use of a metabolic labeling strategy to quantify the effect of Mn1 on the expression levels of proteins and the redox state of cysteines using LC-MS/MS.  Mathieu E. et al., Inorg. Chem 2017, 56, 5, 2555

Les membres du GIS adhérents de la SCF doivent remplir un formulaire pour demander leur affiliation à ce nouveaux groupe. Les mailing-list constituées à partir de ce sondage seront utilisées par la SCF pour diffuser les informations liées au groupe.

Fin 2019, a eu lieu l’élection du premier bureau du groupe thématique, qui est constitué de

Ces résultats sont publiés dans Nature Communications doi: 10.1038/s41467-019-11470-9
Contact : benoit.dautreaux@i2bc.paris-saclay.fr

During my PhD I have been exploring the potential of different ligands to chelate copper(II) and/or copper(I) and inhibit Reactive Oxygen Species (ROS) production. The promising results prompted us to study these ligands in the context of Alzheimer’s disease in collaboration with Dr. Christelle Hureau at the Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC, CNRS) in Toulouse. With this goal, and thanks to a grant from FrenchBIC, I spent two weeks in her laboratory to study the behavior of these ligands in more biological relevant conditions. Namely, I studied their capability to chelate copper and stop the production of ROS in presence of Zn(II) and Aβ peptide. Another important aspect was to analyze the effect of these ligands on the oligomerization process of the Aβ peptide. For that, we did aggregation studies and the preliminary data were encouraging. We will keep our collaboration to further analyze their activity. I am thankful to FrenchBIC for the grant and to Dr. Christelle Hureau and her team for hosting me, I did have a great time and learnt a lot.

Raul Balderrama

Publication: “Unexpected Trends in Copper Removal from Aβ Peptide: When Less Ligand Is Better and Zn Helps”, Inorganic Chemistry, 2021, doi : 10.1021/acs.inorgchem.0c03407

J’ai passé ma thèse au CEA Saclay en 2016 sous la direction de Thibault Cantat et Jean-Claude Berthet. Pendant ces trois ans de thèse, j’ai travaillé sur l’activation des petites molécules, comme le CO₂, par des nouveaux systèmes de type paire de Lewis frustré à base d’ions silyliums. Ensuite, j’ai rejoint le Laboratoire d’Electrochimie Moléculaire (LEM) pour un postdoc industriel en collaboration avec Air liquide avec le but de développer un électrolyseur performant pour l’électroréduction du CO₂ en CO dans l’eau. Après un an au LEM, j’ai commencé un deuxième stage postdoctoral dans le groupe de David Milstein au Weizmann Institute of Science pour étudier des systèmes coopérative métal-ligand pour le développement de nouveaux procédés catalytiques.

J’ai été recruté en tant que CR2 dans l’équipe « REACTE » sous la direction de Marc Robert au LEM, dirigé par Elodie Anxolabéhère-Mallart. J’y travaillerai à l’interface de l’électrochimie et de la catalyse homogène des systèmes coopératives métal ligand pour le développement de nouveaux procédés électrocatalytiques pour une chimie (organique) rédox efficace en énergie.

The C-cluster of the enzyme carbon monoxide dehydrogenase (CODH) is a structurally distinctive Ni-Fe-S cluster employed to catalyze the reduction of CO₂ to CO as part of the Wood-Ljungdahl carbon fixation pathway. Using X-ray crystallography, we have observed unprecedented conformational dynamics in the C-cluster of the CODH from Desulfovibrio vulgaris, providing the first view of an oxidized state of the cluster. Combined with supporting spectroscopic data, our structures reveal that this novel, oxidized cluster arrangement plays a role in avoiding irreversible oxidative degradation at the C-cluster. Furthermore, mutagenesis of a conserved cysteine residue that binds the C-cluster in the oxidized state but not in the reduced state suggests that the oxidized conformation could be important for proper cluster assembly, in particular Ni incorporation. Together, these results lay a foundation for future investigations of C-cluster activation and assembly, and contribute to an emerging paradigm of metallocluster plasticity.

https://doi.org/10.7554/eLife.39451.001

Le biomimétisme consiste à s’inspirer du vivant et tirer parti des solutions et inventions qui y sont produites. En prenant les systèmes biologiques comme modèles, certaines recherches ont démontré la possibilité de réconcilier les activités industrielles et le développement économique avec la préservation de l’environnement, des ressources et de la biodiversité.

Par exemple dans le secteur de l’énergie, le recours à la biomasse et à la séquestration du dioxyde de carbone atmosphérique et la mise en œuvre de sources diversifiées et décentralisées correspondent bien aux stratégies adoptées par les systèmes vivants. De manière similaire, les principes de la chimie verte rejoignent les processus biologiques : utilisation majoritaire d’éléments atomiques abondants, conditions de température et de pression modérées, biodégradabilité et biocompatibilité, catalyse enzymatique… Les matériaux du vivant sont également remarquables par leur diversité, leurs propriétés multifonctionnelles et leur manufacture par autoassemblage et autoréparation. Enfin, les systèmes biologiques favorisent une approche minimaliste et une gestion optimisée de l’information pour limiter les coûts énergétiques et la consommation de ressources, et augmenter l’adaptabilité et la résilience.

L’approche bio-inspirée possède donc des possibilités de valorisation multiples qui vont au-delà de la biologie et qu’il convient d’étudier plus avant par des approches résolument interdisciplinaires. L’objectif de cet AAP est de soutenir des projets de recherche sur le biomimétisme au sens large, mais nécessitant la mise en place de nouvelles collaborations

Modalités: http://www.cnrs.fr/mi/spip.php?article1452&lang=fr

L’oxydation de molécules organiques par réaction du Fe(II) avec l’eau oxygénée (réactif de Fenton) est connue depuis plus d’un siècle sans que le mécanisme ne soit totalement élucidé. Nous avons préparé un nouveau complexe de Fe(II) qui présente un groupement basique en seconde sphère de coordination. Ce complexe permet de former un intermédiaire Fe(IV)O par réaction avec H 2 O 2 selon un mécanisme de rupture hétérolytique de la liaison O-O. La suppression de l’effet de seconde sphère mène à une espèce Fe(III)OOH via une rupture homolytique.

Angew Chem Int Ed Engl 2018  https://doi.org/10.1002/anie.201812724

Les formiate déshydrogénases (FDH) catalysent l’interconversion du CO₂ en acide formique (CO₂ + 2H⁺ + 2e^– HCOOH). Le site actif de FDH présente un centre rédox de Mo (ou W), entouré du cofacteur MPT, un ligand de type dithiolène avec un système de pyranopterine fusionnée. Deux ligands dithiolènes originaux, mimant le MPT ont été synthétisés. Les complexes MoO(dithiolène)₂ correspondants ont également été préparés et ont été étudiés comme les premiers catalyseurs fonctionnels et stables inspirés du centre Mo des FDH: ils catalysent en effet la photo-réduction du CO₂ en acide formique, principal produit, et le carbone monoxyde, avec plus de 100 TON en 8h.

Angewandte Chemie International Edition 2018: https://doi.org/10.1002/anie.201809084

Les contours du GIS

Les dernières équipes nous ayant rejoint sont présentes à cette réunion: l’équipe OMECA (Objets, Métaux et Catalyse) de l’Université de Strasbourg représentée par Marine Desage, l’équipe “Stress oxydatif et fonction des protéines FeS” de l’ICSN par Marie-Pierre Golinelli, et l’équipe “Biologie Rédox” de Institut de Biologie Intégrative de la Cellule par Sylvain Gervason.

Le GIS compte actuellement 46 équipes de 12 villes: Brest, Cadarache, Dijon, Grenoble, Lille, Lyon, Marseille, Orléans, Paris/Orsay, Rennes, Strasbourg et Toulouse. L’adhésion d’une équipe n’implique pas de démarche annuelle, on demandera à chaque équipe de confirmer son adhésion pour que la liste reflète le plus fidèlement possible la communauté.

Merci de penser à vérifier que les informations vous concernant sur la page qui liste les équipes sont à jour, en particulier en cas de mise à jour de vos sites web.

Actions précédentes

Les dernières réunions nationales ont eu lieu à Strasbourg (2012), Grenoble (2013), Anglet (2014), Murol (2016), Toulouse (2017) et Marseille (2018). Le GIS a aussi organisé à l’automne 2017 sa première école thématique “METBIO”, soutenue par le CNRS; la communauté marseillaise a été très mobilisée en particulier pour l’organisation des travaux pratiques (8 groupes simultanés de 5 élèves, pendant deux jours complets), qui ont beaucoup satisfait les étudiants.

Prochaines actions

Nouvelle édition de l’école METBIO, organisée par l’ISM2 à Marseille et Carry le Rouet, du 6 au 10 octobre 2019. Une réunion d’organisation aura lieu cet automne. On cherchera à ouvrir encore la réunion à la communauté étrangère (la première édition, 30% des étudiants venaient de laboratoires étrangers).

Prochaine réunion “annuelle” (en fait avec une périodicité de 15 mois environ) bilatérale franco/allemande, en mars 2020 (hors vacances: 9 mars – 4 avril), en Alsace. Elle sera  organisée par les équipes strasbourgeoises du GIS.

Appels d’offre du GIS.

Nous proposons de mettre en ligne sur le site du GIS une nouvelle procédure de demande de cofinancement pour la réalisation de projets scientifiques. Les demandes seront faites au fil de l’eau et évaluées rapidement par le directoire. Le montant accordé sera exceptionnellement supérieur à 500€. Il s’agira prioritairement de cofinancer des déplacements de jeunes chercheurs pour la réalisation d’expériences en collaboration entre plusieurs équipes du GIS.  Un court rapport sera envoyé au GIS à l’issue de la mission et publié sur le site du GIS. Le FrenchBIC sera impérativement remercié dans les publications (s’il y en a) qui auront bénéficié de ce financement. Nous ferons un bilan de cette action à l’occasion de la prochaine AG.

Rapprochement avec la SCF

Notre demande de création d’une sous-division de la DCC a été débattue et écartée par l’AG de la DCC en janvier 2018  (la taille de la DCC ne permettant pas de sous- structuration). La demande de création d’un groupe thématique de la SCF est en cours; la demande doit être soutenue par une division.

Site web

Le site du GIS, www.frenchbic.cnrs.fr, est très consulté, avec 40 000 pages vues par an, depuis la France mais aussi depuis de nombreux autres pays. Nous avons affiché 150 offres de postes et 160 annonces de conférences depuis 2015. Ne pas hésiter à nous signaler les évènements, à inviter nos nouveaux collègues à s’inscrire à la mailing list, et à lier le site du GIS depuis les pages web de vos équipes. Le site peut aussi afficher des annonces (résultats récents, vulgarisation, passage médias etc.) dans une section “journal club“, encore peu utilisée.

EUROBIC 2022

La conférence internationale EUROBIC 2022 aura lieu à Grenoble du 24 au 28 juillet dans les locaux de l’université Grenoble Alpes. Stéphane Ménage et Carole Duboc consulteront la communauté pour les propositions de speakers autour des thèmes : Bio-inspired chemistry, Metalloenzymes, Metal homeostasis, Metals & Health, Metals & Environment, Nucleic acids & Metals, Advanced methods & Spectroscopy.

 Here you can request a grant to help the realisation of a scientific project. The goal is to facilitate the work of young researchers (PhD, post-doc, junior scientitst) and the collaborations between the various FrenchBIC research groups, or between one FrenchBIC research group and one group outside FrenchBIC, on a project related to the activities of the FrenchBIC network. There is no dead-line, the board of FrenchBIC will examine and approve each proposal ASAP. You can request up to 500€. You agree to send a non-confidential, short report that will be published on this site when the mission is over. FrenchBIC must be acknowledged on any publication that may result from the work that is co-funded by FrenchBIC.

Projects that have been funded:

• Raul Balderrama : Exploring of the therapeutical properties of novel phenanthroline based ligands (ISM2, Marseille, and LCC, Toulouse) 2019.
  Publication : “Unexpected Trends in Copper Removal from Aβ Peptide: When Less Ligand Is Better and Zn Helps”, Inorganic Chemistry, 2021, doi : 10.1021/acs.inorgchem.0c03407
• Lisa ZUILY: Regulation of Zn-binding molecular chaperones by Cu, molecular insights? (BIP, Marseille and CEA Grenoble) 2019.
  Publication : “Copper Induces Protein Aggregation, a Toxic Process Compensated by Molecular Chaperones”, mBio, 2022 10.1128/mbio.03251-21
• Fangfang Yang: Targeted Supported Laccase-based Hybrid Systems for Continuous Flow Catalysis (ISM2, Marseille, and CRPP, Bordeaux) 2019
• Nikolaos Kostopoulos: Cryo-spectroelectrochemical UV-Vis study of the electrochemical activation of O2 with Fe porphyrins (LEM, Paris, and CEMCA, Brest) 2020
• Lama Shamseddine:  The Characterization of the Biological activity of the RumCs Peptides (LCBM – Biocat, Grenoble and Dr. Mickael LAFOND – ISM2 Marseille) 2022
• Andrea Fasano: The catalytic cycles of reversible and irreversible FeFe hydrogenases (BIP, Marseille — MPI Mulheim, Germany) 2022.
  Publication: “Kinetic modeling of the reversible or irreversible electrochemical responses of FeFe-hydrogenases”, J. Am. Chem. Soc (2024) doi: 10.1021/jacs.3c10693
• Jean Bouvet, “From low molecular weight complexes to artificial proteins Superoxide Dismutase mimics” (Laboratoire des BioMolécules Paris, et University of Michigan, Ann Arbor, United States) 2022.
• Lucian Staicu, “The quest for the arsenic and selenium reductase(s) of Shewanella sp. O23S” (Department of Bacterial Genetics, Faculty of Biology, University of Warsaw, with the BIP, Marseille) 2022.
• Rébecca Leblay, “Études mécanistiques de complexes à cuivre bioinspirés par la LPMO” (Christelle Hureau, Emilie Mathieu, LCC, Toulouse, Jalila Simaan, BiosCiences, iSm2, Marseille) 2023.
  Publication: LPMO-like activity of bioinspired copper complexes: from model substrate to extended polysaccharides,  ChemCatChem (2023)  10.1002/cctc.202300933
• Alvaro Lopez-Sanchez, “Tumor targeting of Pt(IV) conjugates of oxaliplatin and MnSOD mimics: towards anticancer agents with reduced neurotoxicity” (Laboratoire des Biomolécules, équipe métaux en biologie et homéostasie redox, Laboratoires partenaires : Prof. Giorgia Pastorin, département de pharmacie, National University of Singapore NUS et Prof. Giulia Adriani, SIgN, A*STAR Singpore) 2023.
• Yongxing Wang, “spectroelectrochemical characterization of mononuclear copper complexes as LPMO mimics” (Laboratoires partenaires:  iSm2 BiosCiences, Marseille, CEMCA Brest) 2023.
• Mathilde Brachet, “Nucleolipids against Alzheimer’s disease” (Bordeaux, Strasbourg), 2023

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CLOTILDE POLICAR, le partage de chimie

Noémie Lalaoui: J’ai soutenu ma thèse à l’Université Grenoble Alpes en 2015, sous la direction d’Alan Le Goff et de Michael Holzinger. Mes travaux portaient sur la fonctionnalisation de nanotubes de carbone, pour l’immobilisation et la connexion de métalloprotéines. Ces nouvelles électrodes ont par la suite été intégrées au sein de biopiles H₂/O₂. J’ai ensuite rejoint le groupe de Thomas Rauchfuss à l’Université d’Illinois à Urbana-Champaign pour une première expérience doctorale. J’ai travaillé sur la synthèse et l’étude de complexes modèles structuraux, et fonctionnels d’hydrogénases. Enfin, j’ai rejoint les groupes de Leif Hammarström et Sascha Ott à l’Université d’Uppsala pour travailler sur la construction et l’étude spectroscopique et électrochimique de photocathodes réduisant les protons en dihydrogène.

J’ai été recruté en tant que chargé de recherche CNRS au sein de l’équipe « Chimie et Electrochimie: Bioinorganique et Matériaux Moléculaires » dirigée par Smaïl Triki, de l’UMR 6521 dirigé par Philippe SCHOLLHAMMER à Brest. Je développerai de nouveaux catalyseurs bio-inspirés à base de cuivre pour l’activation du dioxygène en eau et pour l’oxydation de substrat organique.

Contact : Pr Marine DESAGE-EL MURR / desageelmurr@unistra.fr

Quelques références significatives :

• Copper-catalysed aziridination with redox-active ligands: molecular spin catalysis, Ren, Y.; Cheaib, K.; Jacquet, J.; Vezin, H.; Fensterbank, L.; Orio, M.; Blanchard, S.; Desage-El Murr, M.
  Chem. Eur. J. 2018, 24, 5086-5090.
• Circumventing metallic intrinsic reactivity: radical generation with redox-active ligands, Jacquet, J.; Cheaib, K.; Ren, Y.; Vezin, H.; Orio, M.; Blanchard, S.; Fensterbank, L.; Desage-El Murr, M.;
  Chem. Eur. J. 2017, 23, 15030–15034.
• C–N bond formation from a masked high-valent copper complex stabilized by redox non-innocent ligands, Jacquet, J.; Chaumont, P.; Gontard, G.; Orio, M.; Vezin, H.; Blanchard, S.; Desage-El Murr, M.; Fensterbank, L.
  Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10712–10716.
• Redox-ligand sustains controlled generation of CF3 radicals by well-defined copper complex, Jacquet, J.; Blanchard, S.; Derat, E.; Desage-El Murr, M.; Fensterbank, L.
  Chem. Sci. 2016, 7, 2030–2036.
  Highlighted CNRS website «Live from the labs» http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/desage.htm

Contact: Marie Sircoglou

http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/moran2.htm

Communiqué de presse: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5541.htm

Cadmium-Free CuInS2/ZnS Quantum Dots as Efficient and Robust Photosensitizers in combination with a Molecular Catalyst for Visible Light-Driven H₂ Production in Water.
M. Sandroni, R. Gueret, K. D. Wegner, P. Reiss, J. Fortage, D. Aldakov, and M.-N. Collomb. Energy&Environmental Science, le 10 avril 2018. DOI : 10.1039/c8ee00120k

http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/aukauloo6.htm