Equipes de recherche

 

Le LabEx Chimie des Systèmes Complexes rassemble 19 chercheurs et leurs équipes, de l'Université de Strasbourg et du CNRS, situées sur les trois campus de Strasbourg (Cronenbourg, Esplanade et Illkirch).

 

Résonance Magnétique et Biophysique des Membranes

Burkhard Bechinger

Burkhard Bechinger

Le laboratoire de Biophysique des Membranes et de RMN étudie des systèmes chimiques complexes, tels qu'ils sont présents dans la nature, par des approches physico-chimiques. La compréhension des interactions moléculaires au niveau atomique, moléculaire et supramoléculaire permet de concevoir des complexes macromoléculaires afin d'obtenir de nouvelles propriétés. L’équipe travaille par exemple sur des complexes pour la transfection des acides nucléiques, et par ailleurs sur les propriétés de lipides dans la bicouche pouvant réguler l'agrégation polypeptidique en son sein.

Site web | Contact

 

TOP 5 publications :

  • Aisenbrey, C., Kemayo-Koumkoua, P., Salnikov, E.S., Glattard, E., and Bechinger, B. Investigations of the structure, topology and interactions of the transmembrane domain of the lipid sorting protein p24 being highly selective for sphingomyelin-C18. Biochemistry, (in press, 2019)
  • Harmouche, N. and Bechinger, B. Lipid-mediated interactions between the antimicrobial peptides magainin 2 and PGLa in bilayers. Biophysical Journal 115(6):1033-1044. (2018)
  • Itkin, A., Salnikov, E.S., Aisenbrey, C., Raya, J., Raussens, V., Ruysschaert, J.M., and Bechinger, B. Structural Characterization of the Amyloid Precursor Protein Transmembrane Domain and Its γ Cleavage Site. ACS Omega 2, 6525-6534 (2017)
  • Vermeer, L.S., Hamon, L., Schirer, A., Schoup, M., Cosette, J., Majdoul, S., Pastré, D., Stockholm, D., Holic, N., Hellwig, P., Galy, A., Fenard, D., and Bechinger, B. The Transduction Enhancing Peptide Vectofusin-1 forms pH-dependent α-Helical Coiled-coil Nanofibrils, Trapping Viral Particles. Acta Biomoaterialia 64, 259-268 (2017)
  • Salnikov, E. S., Aisenbrey, C., Aussenac, F., Ouari, O., Sarrouj, H., Reiter, C., Tordo, P., Engelke, F. and Bechinger, B. Solid-State NMR Membrane topologies of the PGLa antimicrobial peptide and a transmembrane anchor sequence by Dynamic Nuclear Polarization / solid-state NMR spectroscopy. Nature Scientific Reports 6:20895 (2016)

Nanomatériaux Organiques et Vectorisation

Alberto Bianco

Le groupe guidé par Alberto Bianco développe un programme de recherche qui s’insère dans le domaine des Nanobiotechnologies. Les différents axes de recherche concernent la conception, la synthèse, la caractérisation et l’étude des applications biomédicales de nanomatériaux à base de carbone tels que les nanotubes, le graphène et l’adamantane. Le groupe s'intéresse également à d’autres matériaux bi-dimensionnels comme les dichalcogénures de métaux de transition et le nitrure de bore. Il explore de nouvelles approches chimiques pour la multi-fonctionnalisation de ces nanomatériaux afin de conférer des capacités multimodales telles que le ciblage, l’imagerie et la biodégradabilité, avec une efficacité thérapeutique accrue. Nous développons également le concept de "safe-by-design". Certaines de ces molécules sont capables de s’auto-assembler sous forme de nanoparticules.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications :

  •  Reina, G.; Ruiz, A.; Murera, D.; Nishina, Y.; Bianco, A. "Ultra-mixing": a Simple and Effective Method to Obtain Controlled and Stable Dispersions of Graphene Oxide in Cell Culture Media. ACS Applied Materials and Interfaces 2019, 11, 7695-7702.
  • Kurapati, R.; Mukherjee, S. P.; Martín C.; Bepete, G.; Vazquez, E.; Pénicaud, A.; Fadeel, B.; Bianco, A. Degradation of Single-Layer and Few-Layer Graphene by Neutrophil Myeloperoxidase Angewandte Chemie International Edition 2018, 57, 11722-11727.
  • Russier, J.; Léon, V.; Orecchioni, M.; Hirata, E.; Virdis, P.; Fozza, C.; Sgarrella, F.; Prato, M.; Vazquez, E.; Bianco, A.; Delogu, L. G. Targeted anticancer action of graphene on monocytic neoplastic cells from myelomonocytic leukemia patients. Angewandte Chemie International Edition 2017, 56, 3014-3019.
  • Kurapati, R.; Muzi, L.; Perez Ruiz de Garibay, A.; Russier, J.; Voiry, D.; Vacchi, I. A.; Chhowalla, M.; Bianco, A. Enzymatic Biodegradability of Pristine and Functionalized Transition Metal Dichalcogenide MoS2 Nanosheets. Advanced Functional Materials, 2017, 1605176.
  • Vacchi, I. A.; Spinato, C.; Raya, J.; Bianco, A.; Ménard-Moyon, C. Chemical reactivity of graphene oxide towards amines elucidated by solid-state NMR. Nanoscale 2016, 8, 13714-13721.

Ingénierie des Fonctions Moléculaires

Marco Cecchini

Marco CecchiniLes approches informatiques basées sur les dynamiques moléculaires tout-atome fournissent la seule opportunité de suivre l’évolution dans le temps de molécules au niveau atomique. L’analyse statistique de ces « expériences » à molécule unique permet finalement une compréhension quantitative de la fonction moléculaire. Le laboratoire d’Ingénierie des Fonctions Moléculaires explore les principes de la composition chimique de petits composés organiques jusqu’à des nano-machines complexes, par des approches théoriques et informatiques. Leurs recherches s’intéressent au domaine des sciences de la vie et des matériaux.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications :

  • Cerdan, A. H.; Martin, N. E.; Cecchini, M., An Ion-Permeable State of the Glycine Receptor Captured by Molecular Dynamics. Structure 2018, 26 (11), 1555-1562.
  • Blanc, F.; Isabet, T.; Benisty, H.; Sweeney, H. L.; Cecchini, M.; Houdusse, A., An intermediate along the recovery stroke of myosin VI revealed by X-ray crystallography and molecular dynamics. Proc Natl Acad Sci USA 2018, 115 (24), 6213-6218.
  • Conti, S.; Cecchini, M., Predicting molecular self-assembly at surfaces: a statistical thermodynamics and modeling approach. Physical Chemistry Chemical Physics: PCCP 2016, 18 (46), 31480-31493.
  • Cecchini, M.; Changeux, J. P., The nicotinic acetylcholine receptor and its prokaryotic homologues: Structure, conformational transitions & allosteric modulation. Neuropharmacology 2015, 96 (Pt B), 137-49.
  • Calimet, N.; Simoes, M.; Changeux, J. P.; Karplus, M.; Taly, A.; Cecchini, M., A gating mechanism of pentameric ligand-gated ion channels. Proc Natl Acad Sci USA 2013, 110 (42), E3987-96.

Chimie et des Biomatériaux Supramoléculaires

Luisa De Cola

Luisa De ColaLes recherches du groupe du Professeur De Cola sont axées sur la création de matériaux fabriqués, soit par auto-assemblage de petites molécules, soit sur des silices poreuses.

Le but ultime est d’obtenir des systèmes qui puissent être utilisés comme des films électroluminescents, ou pour de l’imagerie biomédicale et les théranostics. Les petites molécules luminescentes sont des complexes métalliques qui peuvent être utilisés comme des dopants pour les diodes électroluminescentes organiques ou comme des sondes dans des dispositifs de diagnostic électrochimioluminescents.

Les silices mésoporeuses sont constituées telles de petites particules (30-60 nm), amorphes et cristallines, et peuvent être décorées de façon interne et sur leur surface avec des biomolécules ou des marqueurs. L’imagerie in vivo et in-vitro est actuellement à l’étude afin de démontrer les possibles utilisations de ces conteneurs dans le but de libérer des médicaments et de les faire agir comme des agents d’imagerie. En ce sens, nous nous intéressons particulièrement aux matériaux qui peuvent se dégrader dans un corps animal ou être excrétés de celui-ci.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications :

  • S. Sinn, I. Yang, F. Biedermann, D. Wang, C. Kübel, J. Cornelissen, L. De Cola. Templated formation of luminescent virus-like particles by tailor-made Pt(II)-amphiphiles. J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 2355-2362.
  • S. Carrara, A. Aliprandi, C. F. Hogan, L. De Cola. Aggregation-induced electrochemiluminescence of platinum (II) complexes. J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 14605-14610.
  • A. Aliprandi, C. M. Croisetu, M. Mauro, L. De Cola. Chiral amplification by self-assembly of neutral luminescent platinum(II) complexes. Chem. Eu. J., 2017, 23, 5957 – 5961.
  • A. Aliprandi, M. Mauro, L. De Cola. Controlling and imaging biomimetic self-assembly. Nat. Chem., 2016, 8, 10-15 (cover of the issue).
  • E.A. Prasetyanto, A. Bertucci, D. Septiadi, R. Corradini, P. Castro-Hartmann, L. De Cola. Breakable hybrid organo-silica nanocapsules for protein delivery. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 3323-3327 (internal cover).

Systèmes complexes en synthèse et catalyse

Pawel Dydio

Luisa De ColaLes recherches du laboratoire portent sur la construction de réseaux complexes de réactions organiques se produisant au sein de systèmes multicatalytiques autorégulés, inspirés des réseaux métaboliques des réactions enzymatiques. L'équipe développe divers outils et approches dans ce but, notamment (i) la connexion de réactions catalytiques multiples en réseaux cohérents ; (ii) le contrôle de l'activité spatio-temporelle des catalyseurs, et de leur activité dépendante du substrat ou de la sélectivité du substrat ; (iii) la conception de nouvelles méthodes pour remettre en question les réactions (par exemple, la valorisation des ressources de biomasse), par la compréhension des réactions catalysées par des métaux/ligands non standards ou par l'exploitation des effets supramoléculaires.

 

Site web | Contact

 

Top publications :

  • Lichosyt, D.; Zhang, Y.; Hurej, K.; Dydio, P. Nature Catalysis, 2019, 2, 114: Dual-Catalytic Transition Metal Systems for Functionalization of Unreactive Sites of Molecules.
  • Highlighted on the front cover of Nature Catalysis:
    Lichosyt, D.; Wasiłek, S.; Dydio, P.; Jurczak, J. Chem. Eur. J. 2018, 24, 11683: The influence of binding site geometry on anion binding selectivity: a case study of macrocyclic receptors built on an azulene skeleton.
  • Zhang, Y.; Dydio, P. (submitted): Catalytic hydroformylation of alkenes under mild conditions.

 


Synthèse et Auto-assemblage Moléculaires et Supramoléculaires

Nicolas Giuseppone

Nicolas GiusepponeLe développement de systèmes chimiques stimulables, adaptatifs et multitâches constitue un objectif majeur pour accéder à la nouvelle génération de matériaux fonctionnels dits « intelligents ». On peut espérer que le perfectionnement de tels systèmes artificiels se fondera sur la combinaison de plusieurs caractéristiques qui sont présentes – et donc peuvent s’inspirer – des systèmes vivants. En particulier, ces nouveaux matériaux associeront idéalement trois propriétés clefs des systèmes biologiques :

i) la capacité à se construire in situ et « lorsque nécessaire » à partir des sources de composants présents ;

ii) la capacité à produire plusieurs réponses selon les conditions environnementales dans lesquelles ils se trouvent ;

iii) la capacité d’amplifier ces réponses par des processus d’auto-réplication. Nos travaux tendent à démontrer la possibilité de mettre au point des matériaux fonctionnels inspirés de ces concepts et qualifiés d’auto-construits.

Site web | Contact

 

TOP 5 publications :

  • Moulin, E., Armao, J. J., Giuseppone, N. Triarylamine-based Supramolecular Polymers: Structures, Dynamics, and Functions. Acc. Chem. Res. 2019, 52, 975-983.
  • Foy, J. T., Li, Q., Goujon, A., Colard-Itté, J.-R., Fuks, G., Moulin, E., Schiffmann, O., Dattler, D., Funeriu, D. P., Giuseppone, N. Dual-light Control of Nanomachines that Integrate Motor and Modulator Subunits. Nature Nanotech. 2017, 12, 540-545.
  • Li, Q., Fuks, G., Moulin, E., Maaloum, M., Rawiso, M., Kulic, I., Foy, J., Giuseppone, N. Macroscopic Contraction of a Gel Induced by the Integrated Motion of Light-driven Molecular Motors. Nature Nanotech. 2015, 10, 161-165.
  • Du, G., Moulin, E., Buhler, E., Giuseppone, N. Muscle-like Supramolecular Polymers: Integrated Motions from Thousands of Molecular Machines. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12504-12508.
  • Faramarzi, V., Niess, F., Moulin, E., Maaloum, M., Dayen, J.-F., Beaufrand, J.-B., Zanettini, S., Doudin, B., Giuseppone, N. Light-triggered Self-construction of Supramolecular Organic Nanowires as Metallic Interconnects. Nature Chem. 2012, 4, 485-490.

Bioélectrochimie et Spectroscopie

Petra Hellwig

Petra HellwigLes recherches menées dans ce groupe ont pour but d'étudier les enzymes et les catalyseurs extrêmement performants, que la nature nous présente. Plus particulièrement l'équipe s'intéresse aux processus essentiels de la conversion d’énergie cellulaire au niveau moléculaire, les mécanismes de transfert de proton et les aspects qui définissent les résidus qui y participent. Les chercheurs font appel à la spectroscopie infrarouge (IR) différentielle, associée à l’électrochimie, qui permet de caractériser les molécules dans leurs différents états redox. La spectroscopie infrarouge dite différentielle, rend par conséquence possible l’observation du fonctionnement des protéines et d’autres molécules à l'échelle des groupements fonctionnels et des informations essentielles pour la compréhension de l’interaction entre structure –fonction. La spectroscopie infrarouge est aussi couplée à la photochimie ou induite in situ par des approches de diffusion.

Le groupe s'intéresse aussi à la mise au point de nouvelles méthodes spectro-électrochimiques qui profitent d’effets d’exaltation de surface (SEIRAS, SERS, basés sur des nanostructures telles que des nanoparticules, grilles métalliques, nanoantennes, ou nanotubes. L’immobilisation de molécules d’intérêt biologique et de protéines membranaires sur ces surfaces et leur caractérisation électrochimique et spectroscopique (infrarouge, Raman, Microscopies) sont réalisées et sont adaptés à l’infrarouge lointain (THz).

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • El Khoury, Y. ; Collongues, N. ; De Sèze, J. ; Gulsari, J.V. ; Patte-Mensah, C. ; Marcou, G. ; Varneck, A. ; Mensah-Nyagan, A.G. ; Hellwig P. Serum-based differentiation between Multiple Sclerosis and Amyotrophic Lateral Sclerosis by Random Forest classification of FTIR spectra (2019) Analyst, in press DOI10.1039/C9AN00754G
  • Grytsyk, N.; Santos Seiça, A.F.; Sugihara, J.; Kaback, H.R.; Hellwig, P. 'Arg302 governs the pKa of Glu325 in LacY' (2019), Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,116, 4934-4939.
  • Cote, Y.; Nominé, Y.; Ramirez, J.; Hellwig, P.; Stote, R. H. 'Peptide-Protein binding investigated by Far-IR spectroscopy and Molecular Dynamics simulations' (2017) Biophys. J., 112, 2575-2588.
  • Schirer, A.; El Khoury, Y.; Faller, P.; Hellwig, P. 'Similarities and differences of copper and zinc cations binding to biologically relevant peptides studied by vibrational spectroscopies' (2017) J. Biol Inorg Chem., 22, 581-589.
  • Fournier, E.; Nikolaev, A.; Nasiri, H.; Hoeser, J.; Friedrich, T.; Hellwig, P.; Melin, F. 'Creation of a gold nanoparticle based electrochemical assay for the detection of inhibitors of bacterial cytochrome bd oxidases' (2016) Bioelectrochemistry, 111, 109-114.

Systèmes Complexes hors Équilibre

Thomas Hermans

Thomas HermansLe laboratoire des Systèmes Complexes hors Équilibre étudie les systèmes d'auto-assemblage dissipatifs qui sont hors de l'équilibre thermodynamique, pour obtenir des matériaux adaptatifs/dynamiques qui sont "vivants". L'une des caractéristiques des systèmes complexes est leur comportement à grande échelle (par exemple, des motifs organisés sur des échelles de longueur bien au-delà de la taille des molécules individuelles formant le motif), et cela peut seulement être réalisé dans des conditions hors équilibre. Comprendre ce « non-équilibre » dissipatif est donc l'un des défis les plus importants à l'interface entre la chimie, la biologie et la physique. Nous pensons que c'est la façon d'obtenir des matériaux à un niveau de sophistication proche de celle des êtres vivants.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • V.Marichez, A.Tassoni, R.P.Cameron, S.M.Barnett, R.Eichhorn, C.Genet, T.M. Hermans, Mechanical chiral resolution, Soft Matter, 2019
  • P.Dunne, T.Adachi, A.Sorrenti, J.M.D.Coey, B.Doudin, T.M.Hermans, Liquid flow and control without solid walls, ChemRxiv, 2018
  • J.Leira-Iglesias, A.Tassoni, T.Adachi, M.Stich, T.M.Hermans, Oscillations, traveling fronts and patterns in a supramolecular system, Nature Nanotechnology 2018, 13, 1021–1027
  • A.Sorrenti, J.Leira-Iglesias, A.Sato, T.M.Hermans, Nature Communications 2017, 8:15899, Non-equilibrium steady-states in supramolecular polymerization.
  • T.M.Hermans, K.J.M.Bishop, P.S.Stewart, S.H.Davis, B.A.Grzybowski, Nature Communications, 2015, 6, 5640, Vortex flows impart chirality-specific lift forces

Tectonique Moléculaire

Mir Wais Hosseini

Mir Wais HosseiniLe laboratoire de Tectonique Moléculaire s'intéresse à l'organisation de la matière en phase cristalline. Ses recherches couvrent la conception et la confection d'architectures périodiques complexes. Ces assemblages moléculaires de taille macroscopique sont formés par auto-assemblage entre tectons programmés comportant dans leur structure de l'information de reconnaissance et d'itération. Cette approche permet non seulement la construction de cristaux mais également la confection de cristaux par une stratégie hiérarchique.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications :

  • E. R. ENGEL, A. JOUAITI, C. X. BEZUIDENHOUT, M. W. HOSSEINI, L. J. BARBOUR, "Exceptional selectivity, hysteresis and activation-dependent breathing adsorption of a Zn metal-organic framework", Angewandte Chemie, 2017, 56, 8874-8878.
  • M. EL GARAH, N. MMARETS, S. BONACCHI, M. MAURO, A. CIESIELSLKI, V. BULACH, M. W. HOSSEINI, P. SAMORI, "Nanopatterning of surfaces with mono- and hetero bi-metallic 1D coordination polymers: a molecular tectonics approach at the solid/liquid interface", J. Amer. Chem. Soc. 2015, 137, 8450 – 8459.
  • C. XU, A. GUENET, N. KYRITSAKAS, J.-M. PLANEIX, M. W. HOSSEINI, "Molecular tectonics: heterometallic (Ir,Cu) grid-type coordination networks based on cyclometallated Ir(III) chiral metallatectons", Chem. Commun., 2015, 51, 14785 - 14788.
  • C. ADOLF, S. FERLAY M. W. HOSSEINI, "Welding molecular crystals", J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15390−15393.
  • N. ZIGON, P. LARPENT, A. JOUAITI, N. KYRITSAKAS, M. W. HOSSEINI, "Optical reading of the open and closed states of a molecular turnstile", Chem. Commun, 2014, 50, 5040-5042.

Synthèse chimique catalytique

Amir Hoveyda

Jean-Maire LehnLes recherches menées au sein de ce groupe se concentrent sur des molécules organiques stéréochimiquement définies, petites ou macromolécules, qui jouent ou pourraient jouer un rôle crucial dans le développement de médicaments et les progrès de la médecine humaine. L'objectif est d'introduire des méthodes catalytiques, efficaces, sélectives, largement applicables et pratiques (évolutives) qui permettent d'accéder à ces entités, et qui sont durables et rentables (par exemple, pas de métaux précieux). Malgré des progrès récents notables, les méthodes existantes pour la préparation de composés bioactifs importants ne satisfont souvent pas à bon nombre des critères ci-dessus, et leur principal objectif est de concevoir des catalyseurs, des stratégies et des méthodes qui répondent aux questions ci-dessus de manière pratique et réaliste.


Site web | Contact

 

 Top 5 publications:

  • Zhang, S. ; del Pozo, J. ; Romiti, F. ; Mu, Y. ; Torker, S. ; Hoveyda, A. H. “Delayed Catalyst Function Enables Direct Enantioselective Conversion of Nitriles to NH2-Amines,” Science 2019, 364, 45–51.
  • Lee, J.; Radomkit, S.; Torker, S.; del Pozo, J.; Hoveyda, A. H. “Mechanism-based Enhancement of Scope and Enantioselectivity for Reactions Involving a Copper-Substituted Stereogenic Carbon Centre,” Nat. Chem. 2018, 10, 99–108.
  • Nguyen, T. T.; Koh, M. J.; Shen, X.; Romiti, F.; Schrock, R. R.; Hoveyda, A. H. Kinetically Controlled E-Selective Catalytic Olefin Metathesis. Science 2016, 352, 569–575.
  • Meng, F.; McGrath, K. P.; Hoveyda, A. H. Multifunctional Organoboron Compounds for Scalable Natural Product Synthesis. Nature 2014, 513, 367–374
  • Silverio, D. L.; Torker, S.; Pilyugina, T.; Vieira, E. V.; Snapper, M. L.; Haeffner, F.; Hoveyda, A. H. Simple Organic Molecules as Catalysts for Enantioselective Synthesis of Amines and Alcohols. Nature 2013, 494, 216–221.

Nanochimie et bioimagerie

Andrey Klymchenko

Jean-Maire Lehn

Les sondes moléculaires fluorescentes. Le groupe travaille sur de nouvelles molécules fonctionnelles qui permettent d'imager la structure et la fonction des cellules vivantes au niveau moléculaire. Il est question d'exploiter différents concepts pour obtenir une réponse optique des sondes aux cibles biologiques : (1) le solvatochromisme, en utilisant des colorants push-pull sensibles à la polarité de l'environnement ; (2) la rotation intramoléculaire (rotors moléculaires), sensible à la viscosité ; (3) l'assemblage et le désassemblage de dimères ou de multimères en réponse à la cible. Sur la base de ces concepts, nous développons des sondes pour : (1) l'imagerie et la détection des biomembranes et des gouttelettes de lipides, permettant la détection de l'apoptose, des radeaux de lipides, du stress cellulaire, etc. ; (2) la détection des interactions ligand-récepteur ; (3) la détection de l'ARN avec de nouveaux colorants fluorogènes reconnaissant les aptamères de l'ARN cible.


Nanoparticules organiques fluorescentes auto-assemblées ultrabrillantes pour la biodétection et la bio-imagerie. Ici, le groupe travaille sur l'assemblage de polymères/lipides spécialement conçus en très petites nanoparticules biocompatibles (5-50 nm). il s'agit de conceptualiser des contre-ions hydrophobes volumineux pour un tassement contrôlé et une émission efficace de colorants ioniques organiques à l'intérieur de ces nanoparticules. L'approche des contre-ions assure également un fort couplage des colorants, ce qui nous permet de développer des nanoantennes récoltant la lumière. Ces dernières permettent une amplification optique sans précédent (100 à 1000 fois) et servent de base pour la conception de sondes : (1) des conjugués nanoparticules-ADN pour la détection d'ARN amplifié ; (2) pour la détection/imagerie spécifique des protéines au niveau de la molécule unique et (3) des capteurs pour les petites molécules, comme O2, NO, etc. Le but ultime est de contrôler l'assemblage des molécules en nanostructures définies avec une réponse optique amplifiée aux stimuli biologiques, ce qui permet de préparer des nanodispositifs pour l'imagerie, la biodétection et le diagnostic médical.


Site web | Contact


Top 5 publications:

  • Melnychuk, N.; Klymchenko, A.S. DNA-Functionalized Dye-Loaded Polymeric Nanoparticles: Ultrabright FRET Platform for Amplified Detection of Nucleic Acids, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10856.
  • Collot M., Fam T.K., Ashokkumar P., Faklaris O., Galli T., Danglot L., Klymchenko A.S. Ultrabright and Fluorogenic Probes for Multicolor Imaging and Tracking of Lipid Droplets in Cells and Tissues. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5401.
  • Trofymchuk, K.; Reisch, A.; Didier, P.; Fras, F.; Gilliot, P.; Mely, Y.; Klymchenko, A. S. Giant light-harvesting nanoantenna for single-molecule detection in ambient light. Nature Photonics 2017, 11, 657.
  • Klymchenko, A. S. Solvatochromic and Fluorogenic Dyes as Environment-Sensitive Probes: Design and Biological Applications, Acc. Chem Res. 2017, 50, 366.
  • Reisch, A.; Didier, P.; Richert, L.; Oncul, S.; Arntz, Y.; Mély, Y.; Klymchenko, A. S. Collective fluorescence switching of counterion-assembled dyes in polymer nanoparticles. Nature Commun. 2014, 5, 4089.

Chimie Supramoléculaire

Jean-Marie Lehn (prix Nobel de chimie 1987)

Jean-Maire LehnLa chimie dynamique constitutionnelle (CDC) repose sur la mise en oeuvre de connexions covalentes ou non-covalentes réversibles pour permettre une modification permanente de la constitution d’une entité chimique par réorganisation et échange de composants aux deux niveaux moléculaire et supramoléculaire. Elle tire avantage de la diversité dynamique pour réaliser une adaptation par variation et sélection. Elle établit des réseaux de constituants en interconversion, des réseaux constitutionnels dynamiques, capables de répondre à des perturbations par des agents physiques ou chimiques. Elle conduit ainsi à une chimie adaptative et évolutive, vers des systèmes de complexité croissante et une science de la matière complexe.

 
Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • J.-M.Lehn, Perspectives in chemistry – Aspects of adaptive chemistry and materials. Angew. Chem. Int. Ed., 54, 3276-3289, 2015.
  • P. Kovaricek, A.C. Meister, K. Flidrova, R. Cabot, K. Kovarickova, J.-M. Lehn. Competition-driven selection in covalent dynamic networks and implementation in organic reactional selectivity. Chem. Sci., 7, 3215-3226, 2016.
  • J. Holub, G. Vantomme, J.-M. Lehn. Training a constitutional dynamic network for effector recognition : storage, recall, and erasing of information. J. Am. Chem. Soc., 138, 11783-11791, 2016.
  • G. Men, J.-M. Lehn. Higher order constitutional dynamic networks: [2x3] and [3x3] networks displaying multiple, synergistic and competitive hierarchical adaptation. J. Am. Chem. Soc. 139, 2474-2483, 2017.
  • J.-F. Ayme, J.-M. Lehn. From coordination chemistry to adaptive chemistry. Adv. Inorg. Chem., 71, 3-69, 2018.

Chimie Macromoléculaire de Précision

Jean-François Lutz

Jean-François LutzL’équipe « Chimie Macromoléculaire de Précision » de l’Institut Charles Sadron étudie la synthèse de polymères non-naturels possédant des agencements complexes de monomères dans leurs chaînes. En effet, le contrôle de la structure primaire des macromolécules est un principe crucial pour obtenir des matériaux de haute complexité. Ce paramètre est finement contrôlé dans certains polymères naturels comme l’ADN et les protéines mais ne l’est en général pas dans les polymères synthétiques. Dans le contexte du LabEx CSC, l’équipe de Jean-François Lutz cherche à montrer que des codes moléculaires complexes peuvent être crées sur des chaînes macromoléculaires.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • A. Al Ouahabi, J.-A. Amalian, L. Charles, J.-F. Lutz, Nature Communications, 8:967 (2017)
  • J.-F. Lutz, J.-M. Lehn, E. W. Meijer, K. Matyjaszewski, From Precision Polymers to Complex Materials and Systems, Nature Reviews Materials, 1, 16024, 2016
  • R. K. Roy, A. Meszynska, C. Laure, L. Charles, C. Verchin, J.-F. Lutz, Design and synthesis of digitally-encoded polymers that can be decoded and erased, Nature Communications, 6:7237, 2015
  • H. M. Colquhoun, J.-F. Lutz, Information-containing Macromolecules, Nature Chemistry, 6, 455-456, 2014
  • J.-F. Lutz, M. Ouchi, D. R. Liu, M. Sawamoto, Sequence-controlled Polymers, Science, 341, 1238149, 2013

 


Catalyse Chimique

Joseph Moran

Joseph Moran

Le laboratoire de catalyse chimique applique les principes de chimie des systèmes et de chimie supramoléculaire pour résoudre des problèmes de catalyse pour la synthèse organique et pour comprendre les origines chimiques de la vie. Plus précisément : l’utilisation de mélanges complexes pour découvrir de nouveaux systèmes réactionnels catalytiques, le développement et l’étude de nouvelles réactions synthétiques catalysées par acide de Brønsted en aggrégation, et l’identification de réactions non-enzymatiques analogues aux voies biochimiques anaboliques pour comprendre l’origine du métabolisme.

 

 Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • Muchowska, K. B.; Varma, S. J.; Moran, J. Synthesis and breakdown of universal metabolic precursors promoted by iron. Nature 2019, 569, 104.
  • Thomas, A.; Lethuillier-Karl, L.; Nagarajan, K.; Vergauwe, R. M. A.; George, J.; Chervy, T.; Shalabney, A.; Devaux, E.; Genet, C.; Moran, J.; Ebbesen, T. W. Tilting a Ground State Reactivity Landscape by Vibrational Strong Coupling. Science 2019, 363, 615-619.
  • Varma, S. J.; Muchowska, K. B.; Chatelain, P.; Moran, J. Native iron reduces CO2 to intermediates and end-products of the acetyl CoA pathway. Nature Ecol. Evol. 2018, 2, 1019-1024
  • Muchowska, K. B.; Varma, S. J.; Chevallot-Beroux, E.; Lethuillier-Karl, L.; Li, G.; Moran, J. Metals promote sequences of the reverse Krebs cycle. Nature Ecol. Evol. 2017, 1, 1716-1721
  • Vuković, V. D.; Richmond, E.; Wolf, E.; Moran, J. Catalytic Friedel-Crafts Reactions of Highly Electronically Deactivated Benzylic Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3085-3089

Chimie des matériaux moléculaires

Jean-François Nierengarten

Joseph Moran

L'équipe est reconnue pour ses contributions dans le domaine de la chimie des fullerènes, de la chimie des métaux de transition et de la chimie supramoléculaire. La recherche est fortement axée sur la synthèse et porte sur une grande variété de sujets de recherche allant du développement de matériaux moléculaires, de composés bioactifs à la construction d'ensembles supramoléculaires aux propriétés électroniques originales. Plus récemment, l'équipe a lancé un nouveau programme de recherche dans le domaine de la chimie du pillar[5]arène.
 

Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • Muñoz, D. Sigwalt, B. M. Illescas, J. Luczkowiak, L. Rodríguez, I. Nierengarten, M. Holler, J.-S. Remy, K. Buffet, S. P. Vincent, J. Rojo, R. Delgado, J.-F. Nierengarten, N. Martín. Synthesis of giant globular multivalent glycofullerenes as potent inhibitors in a model of Ebola virus infection. Nature Chem. 2016, 8, 50-57.
  • T. M. N. Trinh, I. Nierengarten, H. Ben Aziza, E. Meichsner, M. Holler, M. Chessé, R. Abidi, C. Bijani, Y. Coppel, E. Maisonhaute, B. Delavaux-Nicot, J.-F. Nierengarten. Coordination-driven folding in multi-Zn(II)porphyrin arrays constructed on a pillar[5]arene scaffold. Chem. Eur. J. 2017, 23, 11011-11021.
  • M. Steffenhagen, A. Latus, T. M. N. Trinh, I. Nierengarten, I. T. Lucas, S. Joiret, J. Landoulsi, B. Delavaux-Nicot, J.-F. Nierengarten, E. Maisonhaute. A rotaxane scaffold bearing multiple redox centers: synthesis, surface modification and electrochemical properties. Chem. Eur. J. 2018, 24, 1701-1708.
  • U. Hahn, E. Maisonhaute, J.-F. Nierengarten. Twisted N-doped nano-graphenes: synthesis, characterization and resolution. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10635-10639.
  • M. Mohankumar, M. Holler, E. Meichsner, J.-F. Nierengarten, F. Niess, J.-P. Sauvage, B. Delavaux-Nicot, E. Leoni, F. Monti, J. M. Malicka, M. Cocchi, E. Bandini, N. Armaroli. Heteroleptic copper(I) pseudorotaxanes incorporating macrocyclic phenanthroline ligands of different sizes. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2336-2347.

Chimie Quantique

Vincent Robert

Vincent Robert

L'activité menée au laboratoire de Chimie Quantique de Strasbourg vise à décrire par les outils théoriques et leur développement les propriétés électroniques des architectures moléculaires et des matériaux. La complexité émerge de la nature des interactions inter-et intramoléculaires gouvernées par la corrélation électronique, les liaisons faibles ou les transferts de charge. L'examen de ces phénomènes permet de rendre compte de comportements remarquables tels que le magnétisme moléculaire, la transition de spin, la spintronique et la reconnaissance moléculaire.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications:

  • Godde, B.; Jouaiti, A.; Mauro, M.; Marquardt, R.; Chaumont, A.; Robert, V. Motion of an Azobenzene Light-Controlled Switch: A Joint Theoretical and Experimental Approach. ChemSystChem 2019,
  • Gourlaouen, C.; Vela, S.; Choua, S. ; Berville, M.; Wytko, J. A.; Weiss, J.; Robert, V. Pairing-up Viologen Cations and Dications: a Microscopic Investigation of van der Waals Interactions. Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 27878-27884
  • Martinez, A. ; Yang, J. ; Châtelet, B.; Hérault, D.; Dutasta, J.; Dufaud, V. ; Michaud-Chevallier, S.; Robert, V. Endohedral Functionalized Cage as a Tool to Create Frustrated Lewis Pairs. Angew. Chem. 2018, 57, 14212-14215
  • Vela, S.; Vérot, M.; Fromager, E.; Robert, V. Electron Transport Through a Spin Crossover Junction. Perspectives from a Wavefunction-Based Approach. J. Chem. Phys. 2017, 146, 064112
  • Groizard, T.; Papior, N.; Le Guennic, B.; Robert, V.; Kepenekian, M. Enhanced Cooperativity in supported Spin-Crossover Metal-Organic Frameworks Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 3415-3420

Nanochimie

Paolo Samori

Paolo SamoriL’objectif principal des activités de recherche dans le laboratoire de Nanochimie est le développement de méthodes non-conventionnelles, dépassant les techniques de pointe et offrant de nouvelles solutions pour des applications logiques basées sur des nanostructures organiques multifonctionnelles toujours plus complexes. Le but est de maîtriser les principes de la chimie supramoléculaire (bottom-up), en combinaison avec la nano-fabrication (top-down), pour contrôler la relation entre architecture et fonction dans les matériaux supramoléculaires nano-structurés, organiques ou dérivés du graphène. Matériaux obtenus par ingénierie supramoléculaire et qui peuvent exprimer des fonctions complexes, multiples et indépendantes.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications :

  • T. Leydecker, M. Herder, E. Pavlica, G. Bratina, S. Hecht, E. Orgiu, P. Samori, "Flexible non-volatile optical memory thin-film transistor devis with over  256 distinct levels based on an organic bicomponent blend", Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 769
  • L. Zhang, X. Zhong, E. pavlica, S. Li, A. Klekachev, G. Bratina, T.W. Ebbesen, E. Orgiu, P. Samori, "A nanomesh scaffold for supramolecular nanowire optoelectronic devices", Nat. Nanotechnol 2016, 11, 900
  • M. Gobbi, S. Bonacchi; J. X. Lian, A. Vercouter, S. Bertolazzi, B. Zyska, M. Timpel, R. Tatti, Y. Olivier, S. Hecht, M. V Nardi, D. Beljonne, E. Orgiu, P. Samori, "Collective molecularswitching in hybrid superlattices for light-modulated two-dimensional electronics", Nat. Commun, 2018, 9, 2661
  • C.-B. Huang, S. Witomska, A. Aliprandi, M.-A. Stoeckel, M. Bonini, A. Ciesielski, P. Samorì, “Molecule–Graphene Hybrid Materials with Tunable Mechanoresponse: Highly Sensitive Pressure Sensors for Health Monitoring”, Adv. Mater. 2019, 31, 1804600.
  • L. Hou, X. Zhang, G. F. Cotella, G. Carnicella, M. Herder, B. M. Schmidt, M. Pätzel, S. Hecht, F. Cacialli, P. Samorì, “Optically switchable organic light-emitting transistors”, Nat. Nanotechnol. 2019, 14, 347.

 

 


Chimie Organo-Minérale

Jean-Pierre Sauvage (prix Nobel de chimie 2016)

L’équipe s'intéresse principalement aux composés entrelacés, coordonnés à des métaux de transition, se comportant comme des machines moléculaires dont la mise en mouvement est réalisée par voie électrochimique ou photochimique. Dans le cadre du LabEx, le laboratoire conçoit et synthétise des molécules originales capables de rétrécir ou de s'allonger sous l'action d'un signal externe, rappelant de ce fait le comportement des muscles. La nouvelle approche choisie est fondée sur la capacité de molécules en forme de 8 à se contracter le long d'un axe vertical alors qu'elles s'étirent horizontalement.

 

Site web | Contact

 

Top 5 publications

  • F. Niess, V. Duplan, J.-P. Sauvage "Interconversion between a Vertically Oriented Transition Metal-Complexed Figure-of-Eight and a Horizontally Disposed One", J. Am. Chem. Soc.136, 5876 (2014)
  • R. S. Forgan, J.-P. Sauvage, J. F. Stoddart, "Chemical Topology : Complex Molecular Knots, Links and Entanglements", Chem. Rev., 111, 5434 (2011).
  • J.-P. Collin, F. Durola, J. Frey, V. Heitz, F. Reviriego, J.-P. Sauvage, Y. Trolez and K. Rissanen, "Templated Synthesis of Cyclic [4]Rotaxanes Consisting of Two Stiff Rods Threaded through Two Bis-macrocycles with a Large and Rigid Central Plate as Spacer", J. Am. Chem. Soc.132, 6840 (2010).
  • J.-P. Collin, F. Durola, J. Lux, J.-P. Sauvage, "A Rapidly Shuttling Copper-Complexed [2]Rotaxane with Three Different Chelating Groups in Its Axis", Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8532 (2009).
  • J.-P. Collin, J. Frey, V. Heitz, J.-P. Sauvage, C. Tock, L. Allouche, "Adjustable Receptor Based on a [3]Rotaxane Whose Two Threaded Rings Are Rigidly Attached to Two Porphyrinic Plates : Synthesis and Complexation Studies", J. Am. Chem. Soc. 131, 5609 (2009).

Chimie des protéines

Vladimir Torbeev

Le groupe de recherche se spécialise en biologie chimique avec un attachement particulier pour la biologie synthétique. Cette dernière se définit ici par la synthèse chimique de biopolymères, essentiellement des protéines, comprenant des fonctions qui remplacent ou complètent celles qui existent déjà dans les systèmes biologiques. Leur intention est d'atteindre les trois principaux objectifs suivants: (i)  développer une méthodologie pour la synthèse combinatoire de protéines à haut débit; (ii) mieux comprendre les bases moléculaires du mauvais repliement des protéines conduisant à la formation d’amyloïdes, et développer de nouveaux outils de diagnostic ainsi que des inhibiteurs de la maladie d'Alzheimer; (iii) élaborer des approches chimiques pour étudier les protéines intrinsèquement désordonnées.


Site web | Contact


Top 5 publications:

  • A. Baral, A. Asokan, V. Bauer, B. Kieffer, V. Torbeev, Chemical synthesis of transactivation domain (TAD) of tumor suppressor protein p53 by native chemical ligation of three peptide segments. Tetrahedron 2019, 75, 703 - 708.
  • R. Boehringer, B. Kieffer, V. Torbeev, Total chemical synthesis and biophysical properties of a designed soluble 24 kDa amyloid analogue. Chem. Sci. 2018, 9, 5594-5599.
  • B. Schmidtgall, O. Chaloin, V. Bauer, M. Sumyk, C. Birck, V. Torbeev, Dissecting mechanism of coupled folding and binding of an intrinsically disordered protein by chemical synthesis of conformationally constrained analogues. Chem. Commun. 2017, 53, 7369-7372.
  • J. Ruiz, R. Boehringer, M. Grogg, J. Raya, A. Schirer, C. Crucifix, P. Hellwig, P. Schultz, V. Torbeev, Covalent tethering and residues with bulky hydrophobic side chains enable to direct self‐assembly of distinct amyloid structures. ChemBioChem 2016, 17, 2274-2285.
  • R. M. Vergauwe, J. George, T. Chervy, J. A. Hutchison, A. Shalabney, V. Torbeev, T. W. Ebbesen, “Quantum strong coupling with protein vibrational modes”, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 4159-4164.