Rational design of lanthanide binding peptides

Lanthanide-binding peptides are very attractive for the design of bioprobes. Indeed, they combine the amazing properties of lanthanide ions, such as their time-resolved luminescence (Eu, Tb) or electronic relaxation (Gd) to the characteristics of the peptide scaffold, such as large solubility in water and ability to recognize biological substrates. Peptides derived from natural amino acids are reviewed in a first section. Some of their lanthanide complexes have already demonstrated their efficiency in determining protein structures and functions. Then, we will show how insertion of chelating unnatural amino acids modulates peptide-lanthanide complexes properties, such as luminescence and stability.

RésuméLes complexes peptides–lanthanides sont très attractifs pour l’élaboration de sondes biologiques. Ils associent en effet les propriétés exceptionnelles des ions lanthanides, luminescence résolue en temps (Eu, Tb) ou relaxation électronique (Gd), aux caractéristiques du squelette peptidique, grande solubilité dans l’eau et capacité à reconnaître des substrats biologiques. Les peptides élaborés à partir d’acides aminés naturels, dont certains ont déjà démontré leur efficacité pour élucider les structures et fonctions de protéines, sont présentés dans une première partie. Nous montrons ensuite comment l’utilisation d’acides aminés non naturels permet d’améliorer la stabilité et la luminescence des complexes peptides–lanthanides.