Les polymères thermorépondants avec une température critique de solution inférieure ou supérieure (LCST et UCST respectivement) sont attractifs en tant que matériaux intelligents dans le domaine de la biomédecine. Le comportement de type UCST, c.à.d. augmentation de la solubilité réversible par augmentation de la température, est généralement induit par liaison hydrogène ou interactions coulombiennes.

Ce phénomène n’est donc pas attendu pour des polyélectrolytes dans l’eau sans présence de contre-ion spécifique. Dans le cadre du projet NANOTRANSMED, les équipes PECMAT et CMP en collaboration avec le laboratoire Biomatériaux et Bioingénierie (INSERM UMR_S 1121) et le Laboratoire de Modélisation et Simulation Moléculaire (CNRS UMR 7140) ont récemment décrit la synthèse et caractérisation d’un polymère en peigne cationique avec des chaines latérales de pentaarginine ayant un comportement de type UCST (doi : 10.1016/j.eurpolymj.2020.109528). Ce phénomène a été attribué et soutenu par simulations de dynamique moléculaire a l’empilement des groupes guanidiniums des résidus d’arginine à basse température.

English version

Title: Guanidinium as trigger of UCST

Text: Thermoresponsive polymers with a lower or upper critical solution temperature (LCST and UCST respectively) are attractive smart materials in the field of biomedicine. The UCST behavior, i.e. reversible increased solubility upon increased temperature, is usually induced by hydrogen bonding or Coulomb interactions. Thus, this phenomenon is not expected for polyelectrolytes without specific counterion in water. In the context of the NANOTRANSMED project, the PECMAT and CMP teams in collaboration with the laboratory Biomaterials and Bioengineering (INSERM UMR_S 1121) and the laboratory of Modelisation and Molecular Simulation (CNRS UMR 7140) recently reported the synthesis and characterization of a cationic comb polymers with pentaarginine side chains exhibiting an UCST behavior (doi: 10.1016/j.eurpolymj.2020.109528). This phenomenon was attributed and supported by molecular dynamic simulations to the stacking of the guanidinium groups of the arginine residues at low temperature.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0014305719323912