Description des interactions

Figure 62 Résumé des interactions décrites autour des halogènes. Halogènes lourds (Cl, Br, I) : 1. Liaison hydrogène 2. Contacts polaires dans la région neutre 3. Liaison halogène 4. Interaction défavorable par répulsion de charge positive 5.

Interaction défavorable par répulsion de charges négatives. Fluor aliphatique : 6. Liaison hydrogène 7. Interaction défavorable par répulsion de charge négative. Fluors aromatiques : 8. Liaison hydrogène 9. Interaction défavorable.

105 a. Liaisons halogènes

La liaison halogène s’effectue entre un moment électropositif de la région σ et une charge partielle électronégative comme un doublet non liant. La taille du σ-hole est dépendant de l’halogène impliqué. Cependant un intervalle d’angle identique pour les trois halogènes lourds, Cl, Br et I, a été considéré ici. Un contact est défini comme une liaison halogène si un angle halogène est compris entre 140° et 180° et est opposé à une surface électronégative (cas 3 de la Figure 62). La géométrie définit par l’angle résidu est dépendant de l’atome impliqué et son état d’hybridation, par exemple 120° ± 20° pour un oxygène et soufre et entre 140° et 180° pour l’azote de l’histidine et le vecteur normal d’un cycle aromatique.

b. Liaisons hydrogènes

Les liaisons hydrogènes ont été définies spécifiquement en fonction de l’halogène impliqué. Pour le fluor, l’angle halogène doit être supérieur à 70°, définissant ainsi une large région électronégative autour du noyau du fluor (cas 6 et 8 de la Figure 62). Pour ce qui est des halogènes lourds, l’angle halogène défini reflète la position orthogonale des électrons par rapport à la liaison covalente, soit une valeur oscillant autour de 90° (± 20°) (cas 1 de la Figure 62). L’angle avec le résidu, nommé angle résidu, est le même pour ce qui est du donneur de liaison hydrogène, l’hydrogène doit potentiellement faire face à l’halogène. Ne considérant pas les hydrogènes pour l’ensemble des structures, un groupement hydroxyle doit avoir un angle résidu compris entre 100 et 120° pour effectuer une liaison hydrogène.

Le carbone du groupement amide des acides aminés dispose d’une charge partielle positive induite par la délocalisation des électrons au niveau de l’oxygène et de l’amine. Dès lors, la surface d’un fluor ou la ceinture électronégative d’un halogène lourd peut interagir avec cette surface. Bien qu’aucun hydrogène ne soit impliqué, l’interaction est intégrée à ce type spécifique par la similarité électrostatique des acteurs impliqués. Ce carbone étant trivalent et plan, un vecteur normal au plan a été tracé afin de déterminer la position de l’halogène. L’angle résidu au niveau du carbonyle doit être compris entre 155° et 180°. Plusieurs configurations ont été décrites en fonction de l’orientation du fluor par rapport au plan de l’amine, de manière similaire à ce qui a été fait pour les aromatiques. Une conformation dite en T est décrite si l’angle halogène est supérieur à 165°, faisant face au plan de l’amide. Une conformation inclinée correspond à un angle halogène compris entre 120° et 165° et enfin, un

106 angle halogène en dessous de 120° correspond à une configuration dite parallèle, la liaison covalente de l’halogène et le plan de l’amide étant parallèle.

c. Interactions polaires défavorables

Une interaction polaire dite défavorable est caractérisée par plusieurs conditions. Dans un premier temps, lorsque deux éléments de même polarité se font face, le cas est énergétiquement défavorable. Ces cas spécifiques impliquent à la fois des donneurs de liaisons hydrogènes en face de la région σ (cas 4 de la Figure 62) mais aussi des accepteurs de liaisons hydrogènes au niveau de la ceinture électronégative ou orienté vers un fluor (cas 7 et 9 de la Figure 62). Dans certaines études, ces interactions seront considérées comme répulsives. Toutefois aucune valeur énergétique n’a été mesurée pour ce type d’interaction. Dans un second temps, et spécifiquement pour les halogènes lourds, la zone électrostatique entre 110° et 140° n’est jamais décrite (cas 2 de la Figure 62). Elle est potentiellement neutre par la dispersion du nuage électronique, aussi les atomes polaires faisant face à cette région ont été analysés dans notre jeu de données.

d. Contacts hydrophobes

Un contact est considéré comme hydrophobe lorsqu’un halogène fait face à la surface accessible d’un groupement carboné. Une distinction est effectuée entre les différents carbones, regroupés en 5 catégories différentes : Cα du squelette peptidique, carbone

aromatique, groupement méthyle terminale -RCH3, -R2CH2 et R3CH. L’ensemble de la surface

accessible des halogènes est considéré dans cette étude, seule l’orientation du groupement hydrophobe est prise en compte en fonction du nombre d’hydrogènes implicites.

e. Description aromatique

La caractérisation des angles halogènes et angle récepteur est identique à celle décrite dans la Partie 2.2.C.b pour les angles ligand et récepteur.

L’arrangement des aromatiques comportant une région électronégative soit le tryptophane, la tyrosine et la phénylalanine, et un π-hole a été analysé. De même, à titre de comparaison, les interactions π - π ont été analysées. Les différentes configurations entre aromatiques ont été catégorisées selon les critères de Aravinda et collaborateurs [132] et sont illustrés sur la

107 Figure 63. Les configurations dites sandwich et face-to-face décrivent deux aromatiques dont les centres de masse sont alignés, en cas de décalage les conformations sont appelées edge-

to-face ou parallel-displaced. T-shape correspond à une géométrie en forme de ‘T’, la nature

de l’aromatique formant le tronc du T détermine la sous-catégorie.

Pour les configurations T-shape et edge-to-face, une inspection a été effectuée pour s'assurer qu'aucun atome lourd lié de façon covalente à un aromatique n’interférait entre les deux aromatiques.

Figure 63 Paramètres utilisés pour décrire les différentes conformations aromatiques.

Configuration Angle orientation Conditions

Sandwich > 160° Angle ligand/récepteur > 160°

Parallèle-décalé > 160° 135° < Angle ligand/récepteur < 160°

Face à face 105° < x < 160° Angle ligand/récepteur > 160°

Bord vers face 105° < x < 160° 135° < Angle ligand/récepteur < 160°

T-shape Récepteur 75° < x < 105° Angle ligand > 150°

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Chapitre 3 : Résultats