Life Science & Biochemistry

Les sciences de la vie concernent, entre autres, les structures et les processus qui sous-tendent les êtres vivants, et trouvent entre autres leur application dans les domaines de recherche suivants

• biologie et biochimie
• médecine
• diagnostic
• pharmacologie
• chimie alimentaire
• bio-informatique
• technologie dentaire

Un large éventail de méthodes analytiques et de possibilités d'analyse, y compris les méthodes d'imagerie, est utilisé ici. C'est le cas par exemple de la tomographie PET en médecine nucléaire. Celle-ci montre des images en coupe d'organismes vivants. Les sciences de la vie sont donc souvent interdisciplinaires. Elles peuvent aussi regrouper les sciences humaines et sociales.

Pour l'analyse, abcr fournit des réactifs biochimiques de pureté élevée et des solvants. Ceux-ci sont principalement utilisés dans les différentes méthodes de la chromatographie. Dans ce contexte, les ligands se lient aux biomolécules à séparer. Les ligands sont à leur tour liés à la phase stationnaire des colonnes de chromatographie sous forme de résines. Un problème se pose lors de la purification et de la concentration par séparation chromatographique : L'encombrement stérique des grosses molécules et du ligand lié lors de la phase solide. Pour faire face à ce problème, des espaceurs ou des lieurs sont utilisés. Ils servent de bras étendu entre la phase solide et le ligand. Cela le rend plus accessible à la molécule à purifier.

Afin d'identifier et de purifier les biomolécules, des méthodes d'électrophorèse pour les molécules d'ADN, les protéines et les acides aminés avec immunodétection ultérieure ou des méthodes de coloration simples sont également utilisées. Les fluorophores peuvent être utilisés de différentes manières. Ils peuvent par exemple être utilisés comme traceurs et marqueurs fluorescents pour rendre certaines unités structurelles visibles. Les fluorophores servent également de substrats fluorogènes pour les enzymes. C'est ainsi que leur activité peut être mesurée. Ils sont souvent liés de manière covalente à une molécule cible par couplage chimique ou marquage bioorthogonal. La molécule cible peut ainsi être suivie dans l'application.

Les produits naturels ou les biomolécules sont des éléments constitutifs importants pour la recherche pharmaceutique et l'industrie, afin de trouver de nouvelles substances actives (nouvelles entités chimiques). Par exemple, les bêtabloquants et d'autres médicaments peuvent être fabriqués à partir d'alcools aminés achiraux. Les enzymes comme biocatalyseurs sont utilisées pour la production énantiosélective de molécules pharmaceutiquement actives. Les formes naturelles des vitamines et de leurs dérivés et autres sont utilisées dans la recherche comme approche et comme support thérapeutiques. Pour la production de crèmes, de pommades et de substances auxiliaires pour les ingrédients actifs, les acides oléiques haute pureté servent d'intermédiaires clés pour les lipides. Les acides aminés, les nucléobases, les glucides et les stéroïdes forment des structures-guides moléculaires. Cela permet de créer des bibliothèques de substances actives potentielles. Ces agents comprennent les antibiotiques, les inhibiteurs et les substrats pour enzymes, les antagonistes des récepteurs, les stéroïdes produits par synthèse et d'autres substances pharmacologiquement actives (API). Les acides aminés naturels et synthétiques non naturels et leurs dérivés sont utilisés dans de nombreux domaines de la biologie, par exemple en tant que composants essentiels des milieux nutritifs pour les cultures cellulaires. Les dérivés d'acides aminés ont un large éventail d'utilisations

• dans l'élucidation structurale des protéines,
• comme auxiliaires et stabilisants en médecine et comme
• hormones peptidiques synthétiques et antibiotiques.

Toutefois, les peptidomimétiques, qui ont une structure un peu plus simple, offrent souvent aussi de meilleurs effets pharmacocinétiques et une stabilité accrue dans l'organisme.

La simple condensation de deux acides aminés n'est pas possible pour une synthèse peptidique ciblée. Des réactifs spéciaux sont nécessaires pour la synthèse peptidique. Pour lier sélectivement le groupe amino de l'un avec le groupe carboxyle de l'autre acide aminé, les groupes fonctionnels restants doivent être bloqués avec des groupes protecteurs. Les acides aminés BOC, Cbz ou protégés par Fmoc sont souvent utilisés. En conséquence, leurs groupes amino ne peuvent pas réagir. L'activation nécessaire des groupes carboxyle est obtenue par exemple en utilisant du dicyclohexylcarbodiimide (DCC). Une fois que le dipeptide souhaité est formé, les acides aminés protégés peuvent être libérés de leurs groupes protecteurs. Les peptides produits par synthèse sont utilisés dans la recherche médicale comme substrats et inhibiteurs de certaines enzymes et comme antigènes en immunologie. Les inhibiteurs sont utilisés en pharmacologie pour inhiber une réaction enzymatique. En microbiologie, la croissance bactérienne peut être supprimée en utilisant de tels inhibiteurs.

En utilisant la nature comme modèle, la chimie Click a été développée comme stratégie de synthèse afin de pouvoir produire sélectivement des bibliothèques de médicaments de manière plus efficace. La motivation consistait à se concentrer davantage sur la fonction que sur la structure. La chimie click est une alternative à la chimie longue et coûteuse du carbonyle dans la découverte et le développement des médicaments. Une attention particulière est accordée aux liaisons hétéroatomes des métabolites primaires. Elles représentent les unités de base des polypeptides, polysaccharides et poly nucléotides. La chimie click utilise de puissantes forces motrices thermodynamiques afin de pouvoir livrer un produit de manière sélective avec un service complet. Vous trouverez ici des exemples de réactions

• Les cycloadditions de composés insaturés tels que les alcènes, les alcynes ou les nitriles avec les azotures,
• L'ouverture nucléophile d'anneaux tendus tels que les époxydes, aziridines, ions aziridinium et les ions épisulfinium.

Les réactions carbonyle non aldoliques donnent des hétérocycles aromatiques, des oximes, des hydrazones, des amides et des thiourées.

Dans le domaine de la pharmacologie se pose également la question de savoir comment les substances actives peuvent atteindre leur lieu d'action et ne développer leurs effets qu'à cet endroit. La « Drug Delivery » (administration de médicaments) désigne des divers systèmes de transport des principes actifs. L'absorption, la distribution et la dégradation dans le corps ainsi que le type de libération sont particulièrement importants.

Les secteurs des industries pharmaceutique, cosmétique et alimentaire ne peuvent se passer d’antioxydants. Ceux-ci empêchent la dégradation oxydative des molécules sensibles à l'oxygène. Ces additifs sont également utilisés dans l'industrie des plastiques. Ils sont destinés à prévenir la dégradation des produits et à les stabiliser. Les capteurs de radicaux conduisent à l'arrêt des réactions en chaîne incontrôlées en formant des radicaux inertes et stables. A l'aide d'agents réducteurs, les substances à protéger ne sont pas oxydées dans des matrices hydrophiles, car l'antioxydant utilisé est préféré pour l'oxydation.