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Optimisation évolutionnaire pour la caractérisation de réactions de complexation compétitives

Dominique Verhaghe, LISIC

jeudi 20 juin 2013 à 14h00

amphi Mahamed - Copie des transparents


En biochimie, la calorimétrie isotherme à titrage (ITC) est une puissante technique analytique qui permet de mesurer l’affinité et d’autres paramètres thermodynamiques concernant la liaison de deux molécules. C’est un outil communément utilisé dans des domaines très variés et tout particulièrement dans celui de la conception de nouvelles molécules thérapeutiques.

A l’UCEIV (Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant) le calorimètre ITC est par exemple utilisé pour étudier les équilibres de complexation entre une molécule réceptrice (molécule Hôte) et d’un ligand (molécule Invité). Dans certaines conditions expérimentales, grâce à l’appareil on peut mesurer directement et de façon précise (à quelques micro-calories près) la chaleur produite ou absorbée par l’interaction des molécules. Cette mesure rend alors possible la détermination de la constante de formation à l’équilibre et l’enthalpie de la réaction.

Il arrive malheureusement que des mesures directes ne peuvent être effectuées pour certains complexes, par exemple pour des problèmes de solubilité ou de dégagement/absorption de chaleur trop faible ne pouvant être mesuré par l’appareil (complexe silencieux). Toutefois, la détermination des propriétés du complexe peut parfois être obtenue par le biais de réactions de complexation compétitives mesurables.

Dans des cas assez simples les chimistes parviennent à déterminer les caractéristiques du complexe inconnu grâce à des méthodes d’analyse numérique telles que les méthodes de Monte Carlo ou de Newton-Raphson. Lors d’équilibres compétitifs en chaîne, de telles méthodes ne sont plus suffisantes pour caractériser les complexes. Nous proposons alors une boîte noire d’optimisation basée sur l’algorithme évolutionnaire CMA-ES (stratégie d’évolution avec adaptation de matrice de covariance).