Universiẗat, Diss., 2003--Heidelberg.

One third of all market approved drugs target G protein coupled receptors (GPCRs), covering a highly diverse spectrum of indications reaching from acute anti-allergic treatment over bloodpressure regulation, Parkinson's disease, schizophrenia up to the treatment of severe pain. GPCRs are key signaling proteins that mostly function as monomers, but for several receptors constitutive dimer formation has been described and in some cases is essential for function. I have investigated this problem using the μ-opioid receptor (µOR) as a model system - based both on its pharmacological importance and on specific biochemical data suggesting that it may present a particularly intriguing case of mono- vs- dimerization. The µOR is the prime target for the treatment of severe pain. In its inactive conformation it crystallizes as homodimer when bound to the antagonist β- funaltrexamine (β-FNA), whereas the active, agonist-bound receptor crystallizes as a monomer. Using single-molecule microscopy combined with superresolution techniques on intact cells, I describe here a dynamic monomer-dimer equilibrium of µORs where dimer formation is driven by specific agonists. The agonist DAMGO, but not morphine, induces dimer formation in a process that correlates temporally and, in its agonist, and phosphorylation dependence with β-arrestin2 binding to the receptors. This dimerization is independent from but may precede µOR internalization. Furthermore, the results show that the μOR tends to stay, on the cell surface, within compartments defined by actin fibers and its mobility is modulated by receptor activation. These data suggest a new level of GPCR regulation that links receptor compartmentalization and dimer formation to specific agonists and their downstream signals. / Abgesehen davon, dass der μ-Opioid-Rezeptor das primäre Zielprotein zur Behandlung schwerer Schmerzen ist, führt die Aktivierung dieses Rezeptors zu einer Reihe von unerwünschten Nebenwirkungen wie Atemdepression, Obstipation und Drogenabhängigkeit. Um die medizinischen Chemiker bei der Entwicklung neuer Arzneistoffe zu unterstützen, ist das Verständnis der molekularen Funktion insbesondere der Aktivierungs- und Deaktivierungsmechanismen des μ-Opioid-Rezeptors von voranschreitender Bedeutung. Die prominentesten Signalpartner des μ-Opioid-Rezeptors sind G-Proteine des Typs Gi, sowie nach vorheriger Phosphorylierung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinasen, β- Arrestin2. Die neusten strukturbasierten Bemühungen zur Entwicklung sicherer Opioid-Schmerzmittel waren auf die Herstellung von Signal-selektiven konzentriert, die eine hohe Präferenz für G-Protein-Signalwege aufweisen und somit die β- Arrestin-vermittelten Nebenwirkungen umgehen sollen. In der Tat konnte, durch Knock-in -Mäuse mit phosphorylierungs-defizienten μ-Opioid-Rezeptoren gezeigt werden, dass die analgetischen Effekte verbessert wurden und die Toleranzentwicklung abgeschwächt wurde, wenn der Rezeptor eine Präferenz für den G-Protein Signalweg zeigte. Unerwarteterweise wurden die anderen Nebenwirkungen, wie Atemdepressionen, Obstipation, sowie Entzugssymptome jedoch dadurch verschlimmert. Ein Erklärungsversuch für dieses andauernde Problem bei der Entwicklung sicherer Opioid-Medikamente basiert auf der verminderten intrinsischen Aktivität dieser G- Protein Signalweg-betonten Arzneistoffe. ...

Jährlich fordern Erkrankungen wie Malaria, Leishmaniose oder die Afrikanische Schlafkrankheit mehrere Millionen Todesopfer. Der Ursprung dieser Krankheiten liegt im tropischen Lebensraum der Vektoren, deren Ausbreitung durch hohe Bevölkerungsdichte, mangelnde hygienische Verhältnisse und Armut zusätzlich begünstigt werden. Die Resistenzbildung der Erreger auf bisherige Wirkstoffe und die hohen Kosten der Behandlungen stellen eine weitere Herausforderung dar. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die gefundene Aktivität der Tacrin-Derivate gegen Protozoen zu verbessern und die Wirkmechanismen zu untersuchen. Zuerst wurde eine Substanzbibliothek aus monomeren und dimeren Tacrin-Derivaten aufgebaut. Die Synthese der Monomeren erfolgte durch die Kondensation von 2-Amino-benzonitrilen und Cyclohexanonen nach Niementowski. Zur Dimerisierung wurden die entsprechenden 9-Chlor-1,2,3,4-tetrahydroacridine mit Diaminoalkanen umgesetzt, da die Reaktion der synthetisierten Monomeren mit Dihalogenalkanen zu Nebenreaktionen führte. Um eine aussagekräftige Substanzbibliothek aufzubauen, wurden sowohl Substituenten im aromatischen Bereich (R1) und im gesättigten Bereich (R2) eingeführt, aber auch die Länge der Zwischenkette variiert (n). Alle Zielverbindungen wurden im Sonderforschungsbereich 630 („Erkennung, Gewinnung und funktionale Analyse von Wirkstoffen gegen Infektions-krankheiten“) auf ihre antiprotozoale Aktivität gegenüber Plasmodium falciparum, Leishmania major und Trypanosoma brucei brucei, und auf zytotoxische Eigenschaften gegen die murine Makrophagen-Zelllinie J774.1 getestet. Auffallend war, dass die dimeren Verbindungen um jeweils etwa eine Zehnerpotenz wirksamer sind als die Monomeren. Bemerkenswert ist, dass aus den Ergebnissen der monomeren Verbindungen noch Struktur-Wirkungsbeziehungen abgeleitet werden konnten, während der Substitution bei dimeren Verbindungen eine untergeordnete Rolle zukam und die Aktivität hauptsächlich durch die Kettenlänge verändert werden konnte. Aus der folgenden Übersicht wird deutlich, dass Tacrin-Derivate generell schlechter wirksam sind als die dimeren Verbindungen mit Hexylkette, und diese wiederum geringere Aktivitäten als die Verbindungen mit Nonylkette zeigen. Im Folgenden werden die Einzelprojekte vorgestellt: 1.) Plasmodium falciparum Aus den Ergebnissen der In-vitro-Experimente der Monomeren lässt sich ableiten, dass Substituenten mit einem +M-Effekt im aromatischen Bereich und ein mittelkettiger Alkylsubstituent in Position 2 am effektivsten sind. Für dimere Verbindungen mit einer Hexylkette wurde eine verbesserte In-vitro-Aktivität gegenüber den Monomeren gefunden, die im nanomolaren Bereich liegt und mit der Wirksamkeit von Chloroquin vergleichbar ist. Mit den aktivsten Substanzen wurden anschließend die Wirkmechanismen von bekannten, strukturell verwandten Substanzen überprüft. Dabei konnte die Inhibition der β-Hämatin-Bildung (Chloroquin) sowie die Inhibition der plasmodialen Disulfid-Reduktasen (Mepacrin) ausgeschlossen werden. Erste Screening-Untersuchungen an Falcipain-2 ließen diese Cystein-Protease als mögliches Target vermuten. Die Bestimmung der IC50-Werte, die im Einklang mit den Ergebnissen aus den In-vitro-Experimenten standen, bestätigte diese Vermutung. Die Verbindung H8 zeigte mit einem IC50-Wert von 5.2 µM eine sehr gute Hemmwirkung an Falcipain-2. Auch im Vollzellassay zeigte sich diese Verbindung mit einem IC50-Wert von 20 nM (Selektivitätsindex 1250) als potenter Wirkstoff gegen Plasmodien. Mit dieser Verbindung konnte eine Leitstruktur für weitere Optimierung gefunden werden. 2.) Leishmania major Für die monomeren Verbindungen zeichnet sich ab, dass Substituenten mit einem positiven mesomeren Effekt im aromatischen Bereich eine Aktivitätssteigerung in vitro herbeiführen, die nochmals durch Vergrößerung der Substituenten in Position 2 erhöht werden kann. Die beste Aktivität wurde bei Verbindung A16 mit einem IC50-Wert von 5.7 µM gefunden, die meisten monomeren Verbindungen liegen jedoch im zweistelligen mikromolaren Bereich. Bei Betrachtung der IC50-Werte der dimeren Verbindungen fällt auf, dass die Aktivität auch hier weniger durch die Substituenten als durch die Kettenlänge gesteuert wird. Die Verbindungen mit einer Hexylkette liegen teilweise im einstelligen, teilweise im zweistelligen mikromolaren Bereich. Die entsprechenden dimeren Verbindungen mit einer Zwischenkette von neun Methyleneinheiten liegen alle im Bereich von 2 - 10 µM, wobei sich aus den Substitutionsmustern kein eindeutiger Trend abzeichnet. Obwohl dies auf unspezifische Wirkmechanismen hindeutet, wurde aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit zu dimeren Acridinderivaten die Hemmwirkung gegen die Leishmania infantum Trypanothion-Reduktase untersucht und zeigte eine Hemmung dieser Reduktase. Durch weitere kinetische Untersuchungen der potentesten Verbindung C8 konnte diese als parabolisch-kompetitiver Inhibitor klassifiziert werden. 3.) Trypanosoma brucei brucei und Trypanosoma cruzi Für die Hemmung des Wachstums der Trypanosomen wurden in der Reihe der monomeren Verbindungen ein Propylsubstituent in Position 2 und ein Chlorsubstituent in Position 7 als geeignetes Substitutionsmuster identifiziert. Die IC50-Werte der dimeren Verbindungen liegen im submikromoalren Bereich. Aber auch hier ist der Trend zu erkennen, dass die Substanzen mit der längeren Zwischenkette von neun Methyleneinheiten geringfügig aktiver sind als diejenigen mit einem Spacer von sechs Methyleneinheiten. Die potentesten Verbindungen sind allerdings die unsubstituierte Verbindung C8 und C9 mit IC50-Werten von 130 nM bzw. 120 nM. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass auch hier die Substitution des Grundgerüsts weniger auf die Aktivität auswirkt als die Verlängerung des Linkers. Des Weiteren wurden die Hemmeigenschaften der dimeren Tacrinverbindungen an der trypanosomalen Cystein-Protease Rhodesain untersucht und die Aktivität durch niedrige mikromolare IC50-Werte bestätigt. Weitere Untersuchungsergebnisse bezüglich des Hemmmechanismus liegen zu diesem Zeitpunkt nicht vor. Des Weiteren konnte Verbindung C8 als äußert potenter, kompetitiver Inhibitor der Tryanothion-Reduktase identifiziert werden. Bemerkenswert dabei ist, dass das humane Analogon zur Trypanothion-Reduktase, die Glutathion-Reduktase, nicht gehemmt wird. / Diseases like malaria, leishmaniasis or African trypanosomiasis are responsible for millions of deaths annually. However, the origin of this diseases is found in the vector´s tropical habitat, which expands due to high population density, poor hygienic conditions and poverty. Increasing drug resistance and high medical expenses are additional challenges. Aim of this project was to increase the activity of tacrine derivatives against protozoa and to examine the mode of action. First, a compound library of monomeric and dimeric tacrine derivatives has been synthesized. Synthesis of monomeric congeners was achieved by condensation of 2-aminobenzonitriles and cyclohexanones according to Niementowski. The dimerisation reaction started off from 9-chloro-1,2,3,4-tetrahydroacridines. These intermediates were coupled with various diaminoalkanes as tacrines used as starting material led to undesirable byproducts. To derive structure-activity-relationship (SAR), variations at the aromatic moiety (R1) and at the saturated ring were performed (R2), additionally the linker length was modified (n). The compounds were evaluated for their antiprotozoic activity towards Plasmodium falciparum, Leishmania major and Trypanosoma brucei brucei, and their toxicity against J774.1 macrophages within the frame of the SFB 630 („Recognition, Preparation and Functional Analysis of Agents against Infectious Diseases“). Conspicuously, the activity of dimeric derivatives was found to be one order of magnitude higher than for monomeric compounds. The analysis of the structure-activity-relationship revealed that the substitution pattern of dimeric compounds seemed to play a negligible role for the activity compared to the length of the linker. The following overview illustrates the lower activity of tacrine monomers compared to dimers with six-membered and nine-membered linkers. The single projects will be discussed below: 1) Plasmodium falciparum The in vitro results indicate that substituents of the monomers with a positive mesomeric effect in the aromatic moiety and a propyl group in position 2 are most effective. For dimers, a tether length of nine methylene units resulted in enhanced in vitro activity in nanomolar range of concentration and similar to chloroquine. The most active compounds were evaluated for the mode of action of structural related compounds such as chloroquine and mepacrine. The inhibition of β-hemozoin-building (chloroquine) and inhibition of plasmodial disulfide-reductase (mepacrin) could be excluded. Results from first screenings of falcipain-2 inhibition suggest this cysteine protease as possible target. Determination of IC50-values, consistent with in vitro results, confirmed this theory. Compound H8 was proven to act as potent inhibitor of falcipain-2 with an IC50-value of 5.2 µM. Additionally, this compound is very active in vitro, which was affirmed by an IC50-value of 20 nM (selectivity index 1250). Hence, H8 could be identified as new lead structure for further optimization. 2) Leishmania major Monomeric compounds bearing substituents with a positive mesomeric effect at the aromatic moiety show higher activity than unsubstituted tacrine. The activity could be further increased by additional alkyl group of medium length in position 2, similar to antiplasmodial activity of tacrine derivatives. The most active compound A16 shows an IC50-value of 5.7 µM, whereas the majority of tacrines have IC50-values in the double-digit micromolar range. Regarding the dimeric compounds, activity is mainly controlled by the length of the tether, the substituents seem to have a minor influence on activity. Hexyl-linked dimers show low micromolar IC50-values partly below 10 µM. However, all dimers with a linker of nine methylene units show higher activity (2 - 10 µM) independent of the tacrine substitution pattern. Inhibition of Leishmania infantum trypanothione reductase was evaluated because of the structural similarity to acridines and confirmed. Further kinetic experiments with the most active compound C8 suggested a parabolic-competitive manner of inhibition. 3) Trypanosoma brucei brucei and Trypanosoma cruzi Regarding monomeric compounds, again a propyl substituent in position 2 and chlorine substitution in position 7 was identified to give optimal inhibition of trypanosomal growth. IC50-values of the dimers were in the submicromolar range of concentration. Compounds with a nine-membered linker are slightly more active than compounds with a six-membered linker. Unsubstituted compounds C8 and C9 are most active (IC50 = 130 nM and 120 nM, respectively) denoting that substitution pattern is less important than tether length for activity. Furthermore, inhibition of trypanosomal cysteine protease rhodesain was evaluated and proven by low micromolar IC50-values. To date, the mode of inhibition is not known. However, C8 acts as very potent, competitive inhibitor of trypanothione reductase, whereas its human analog, glutathione reductase, is not affected.

Univ., Habil.-Schr.--Halle-Wittenberg, 2000.

Frankfurt (Main), Univ., Diss., 2009

The inhibitory glycine receptors are one of the major mediators of rapid synaptic inhibition in the mammalian brainstem, spinal cord and higher brain centres. They are ligand-gated ion channels that are mainly involved in the regulation of motor functions. Dysfunction of the receptor is associated with motor disorders such as hypereklepxia or some forms of spasticity. GlyR is composed of two glycosylated integral membrane proteins α and β and a peripheral membrane protein of gephyrin. Moreover, there are four known isoforms of the α-subunit (α1-4) of GlyR while there is a single β-subunit. Glycine receptors can be homomeric including α subunits only or heteromeric containing both α and β subunits. To date, strychnine is the ligand that has the highest affinity as glycine receptor ligand. It acts as a competitive antagonist of glycine that results in the inhibition of Cl- ions permeation and consequently reducing GlyR-mediated inhibition. For a long time, the details of the molecular mechanism of GlyRs inactivation by strychnine were insufficient due to the lack of high-resolution structures of the receptor. Only homology models based on structures of other cys-loop receptors have been available. Recently, 3.0 Å X-ray structure of the human glycine receptor- α3 homopentamer in complex with strychnine, as well as electro cryo-microscopy structures of the zebra fish α1 GlyR in complex with strychnine and glycine were published. Such information provided detailed insight into the molecular recognition of agonists and antagonists and mechanisms of GlyR activation and inactivation. Very recently, a series of dimeric strychnine analogs obtained by diamide formation of two molecules of 2-aminostrychnine with diacids of different chain length was pharmacologically evaluated at human α1 and α1β glycine receptors. None of the dimeric analogs was superior to strychnine. The present work focused on the extension of the structure-activity relationships of strychnine derivatives at glycine receptors All the synthesized compounds were pharmacologically evaluated at human α1 and α1β glycine receptors in a functional FLIPRTM assay and the most potent analogs were pharmacologically evaluated in a whole cell patch-clamp assay and in [3H]strychnine binding studies. It was reported that 11-(E)-isonitrosostrychnine displayed a 2-times increased binding to both α1 and α1β glycine receptors which prompted us to choose the hydroxyl group as a suitable attachment point to connect two 11-(E)-isonitrosostrychnine molecules using a spacer. In order to explore the GlyR pocket tolerance for oxime extension, a series of oxime ethers with different spacer lengths and sterical/lipophilic properties were synthesized biologically evaluated. Among all the oxime ethers, methyl, allyl and propagyl oxime ethers were the most potent antagonists displaying IC50 values similar to that of strychnine. These findings indicated that strychnine binding site at GlyRs comprises an additional small lipophilic pocket located in close proximity to C11 of strychnine and the groups best accommodated in this pocket are (E)-allyl and (E)-propagyl oxime ethers. Moreover, 11-aminostrychnine, and the corresponding propionamide were prepared and pharmacologically evaluated to examine the amide function at C11 as potential linker. A series of dimeric strychnine analogs designed by linking two strychnine molecules through amino groups in position 11 with diacids were synthesized and tested in binding studies and functional assays at human α1 and α1β glycine receptors. The synthesized bivalent ligands were designed to bind simultaneously to two α-subunits of the pentameric glycine receptors causing a possibly stronger inhibition than the monomeric strychnine. However, all the bivalent derivatives showed no significant difference in potency compared to strychnine. When comparing the reference monomeric propionamide containing ethylene spacer to the dimeric ligand containing butylene spacer, a 3-fold increase in potency was observed. Since the dimer containing (CH2)10 spacer length was found to be equipotent to strychnine, it is assumed that one molecule of strychnine binds to the receptor and the ‘additional’ strychnine molecule in the dimer probably protrudes from the orthosteric binding sites of the receptor. / Die inhibitorischen Glycin-Rezeptoren (GlyR) gehören zu den wichtigsten Mediatoren der schnellen synaptischen Hemmung im Säugetierhirnstamm, Rückenmark und in höheren Gehirnzentren. Sie sind ligandgesteuerte Ionenkanäle, die hauptsächlich an der Regulation der motorischen Funktionen beteiligt sind. Dysfunktion des Rezeptors ist assoziiert mit motorischen Störungen wie Hyperekplexie und einigen Formen von Spastizität. GlyR sind Proteinkomplexe, die aus zwei glykosylierten integralen Membranproteinen α und β und dem peripheren Membranprotein Gephyrin bestehen. Von der α-Untereinheit sind vier Isoformen bekannt (α1-4), von der β-Untereinheit nur eine. GlyR können homomer (nur α-Untereinheiten) oder heteromer (α und ß-Untereinheiten) sein. Das Alkaloid Strychnin weist eine sehr hohe Affinität zu den GlyR auf. Es wirkt als kompetitiver Antagonist von Glycin und führt nach Bindung zu einer Hemmung des Chlorid-Ionen-Einstroms und folglich zu einer Verringerung der GlyR-vermittelten Inhibition. Lange Zeit waren die genauen Details des molekularen Mechanismus der GlyR-Inaktivierung durch Strychnin aufgrund des Fehlens von hochauflösenden Röntgenstrukturen des Rezeptors nicht bekannt; es standen nur Homologie-Modelle basierend auf Strukturen anderer cys-Loop-Rezeptoren zur Verfügung. Vor kurzem wurden eine 3.0-Å-Röntgenstruktur des humanen GlyR (α3-Homopentamer) im Komplex mit Strychnin sowie eine Kryoelektronenmikroskopie-Struktur des Zebrafisches (α1-GlyR im Komplex mit Strychnin und Glycin) veröffentlicht. Dadurch erhielt man detailliertere Informationen über die molekulare Erkennung von Agonisten und Antagonisten sowie den Mechanismen der Aktivierung und Inaktivierung von GlyR. Kürzlich wurde eine Reihe von dimeren Strychnin-Analoga, bei denen jeweils zwei Moleküle 2-Aminostrychnin durch Reaktion mit Disäuren unterschiedlicher Kettenlänge zu den entsprechenden Diamiden miteinander verknüpft wurden, pharmakologisch an humanen α1- und α1β-GlyR untersucht. Keines der dimeren Analoga war Strychnin überlegen. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf der Erweiterung der Struktur-Wirkungs-Beziehungen von Strychnin-Derivaten bzgl. der Aktivität an Glycin-Rezeptoren. Die strukturellen Änderungen, die an Strychnin durchgeführt wurden, sind in Abbildung 27 dargestellt. ...

Universiẗat, Diss., 2004--Bremen.

Essen, Universiẗat, Diss., 2005--Duisburg.

Herein described is the discovery of three novel types of dimeric naphthylisoquinoline alkaloids, named mbandakamines, cyclombandakamines, and spirombandakamines. They were found in the leaves of a botanically as yet unidentified, potentially new Ancistrocladus species, collected in the rainforest of the Democratic Republic of the Congo (DRC). Mbandakamines showed an exceptional 6′,1′′-coupling, in the peri-position neighboring one of the outer axes, leading to an extremely high steric hindrance at the central axis, and to U-turn-like molecular shape, which – different from all other dimeric NIQs, whose basic structures are all quite linear – brings three of the four bicyclic ring systems in close proximity to each other. This created an unprecedented follow-up chemistry, involving ring closure reactions, leading to two further, structurally even more intriguing subclasses, the cyclo- and the spirombandakamines, displaying eight stereogenic elements (the highest total number ever found in naphthylisoquinoline alkaloids). The metabolites exhibited pronounced antiplasmodial and antitrypanosomal activities. Likewise reported in this doctoral thesis are the isolation and structural elucidation of naphthylisoquinoline alkaloids from two further potentially new Ancistrocladus species from DRC. Some of these metabolites have shown pronounced antiausterity activities against human pancreatic cancer PANC-1 cells. / In dieser Arbeit wird die Entdeckung von drei neuen Typen von dimeren Naphthylisochinolin-Alkaloiden (NIQs) beschrieben, die als Mbandakamine, Cyclombandakamine und Spirombandakamine bezeichnet werden. Sie wurden in den Blättern einer botanisch noch nicht identifizierten, möglicherweise neuen Ancistrocladus-Art gefunden, die im Regenwald der Demokratischen Republik Kongo (DR Kongo) gesammelt wurde. Mbandakamine zeigen eine außergewöhnliche 6',1''-Kupplung in der peri-Position neben einer der äußeren Achsen, was zu einer extrem hohen sterischen Hinderung an der zentralen Achse und zu einer U-förmigen Molekülform führt. Diese unterschiedet sich von allen anderen dimeren NIQs, deren Grundstrukturen alle ziemlich linear sind. Im Fall der Mbandakamine werden drei der vier bicyclischen Ringsysteme in enger Nachbarschaft zueinander gebracht. Dies führte zu einer beispiellosen Folgechemie mit Ringschlussreaktionen, die zu zwei weiteren, strukturell noch faszinierenderen Unterklassen führte, den Cyclo- und Spirombandakaminen, die acht stereogene Elemente aufweisen (die höchste Gesamtzahl, die jemals in Naphthylisochinolin-Alkaloiden gefunden wurde). Die Metaboliten zeigten ausgeprägte antiplasmodiale und antitrypanosomale Aktivitäten. Ebenfalls in dieser Dissertation wird über die Isolierung und Strukturaufklärung von Naphthylisochinolin-Alkaloiden aus zwei weiteren potentiell neuen Ancistrocladus-Arten aus der DR Kongo berichtet. Einige dieser Metaboliten zeigten ausgeprägte Antiaustizitäts-Aktivitäten gegen humane Pankreaskrebs-PANC-1-Zellen.

Le but de cette proposition est d'explorer un nouveau concept de matériaux moléculaires sensibles à l'oxydoréduction. Les architectures commutables électron-sensibles ont longtemps été reconnues comme le choix le plus simple et le plus viable pour produire des dispositifs pratiques, mais la conception efficace de tels systèmes à l'échelle moléculaire reste un défi. L'approche développée dans ce projet repose sur la production électrochimiquement déclenchée de radicaux pi à partir de dérivés de viologène, l'objectif étant d'induire la formation d'une liaison non-covalente et réversible entre ces radicaux pi pour contrôler la conformation des échafaudages supramoléculaires. Les nanomatériaux comprendront des fils moléculaires provenant de polymères de coordination et des fils moléculaires produits par des interactions π le long de l'axe du fil, mis en œuvre par des interactions faibles périphériques telles que l'agrégation des chaînes latérales lipophiles ou la liaison H. Les efforts initiaux se concentreront sur l'optimisation de la formation de π-dimères et de pimer, avec ou sans assistance d'interactions secondaires. Après avoir déterminé les paramètres qui produisent l'auto-assemblage dirigé π le plus efficace, des motifs basés sur les viologènes appropriés seront introduits dans des blocs de construction plus sophistiqués. Tout au long de la synthèse des assemblages, la π-dimérisation utilisée comme force motrice principale pour l'auto-assemblage des nanomatériaux peut être consolidée par un blocage covalent des structures. En fin de compte, l'électrostimulation des systèmes π fournira des assemblages moléculaires dynamiques dans lesquels la morphologie sera sensible aux stimuli redox. / The aim of this proposal is to explore a new concept of redox-responsive molecular materials. Electron-responsive switchable architectures have long been recognized as the most straightforward and viable choice to produce practical devices but efficiently designing such systems on the molecular scale still remains a challenge. The approach developed in this project relies on the electrochemically triggered production of pi-radicals from viologen derivatives, the objective being to induce the formation of non-covalent and reversible binding between these pi-radicals to control the conformation of supramolecular scaffolds. The nanomaterials will comprise molecular wires arising from coordination polymers and molecular wires produced by π-interactions along the wire's axis implemented by peripheral weak interactions such as lipophilic side chain aggregation or H-bonding. The initial efforts will focus on the optimization of π-dimer and pimer formation, with or without assistance of secondary interactions. After determining the parameters that yield the most efficient π directed self-assembly, suitable viologen based motifs will be introduced in more sophisticated building blocks. Throughout the synthesis of the assemblies, π-dimerization that is used as the primary driving force for the self-assembly of nanomaterials may be consolidated by covalent locking of the structures. In the end, the electro-stimulation of π systems will provide dynamic molecular assemblies in which the morphology will be responsive to redox stimuli.