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Les feuilles bêta sont constituées de brins de polypeptides étendus (brins bêta) reliés par un réseau de liaisons hydrogène et sont largement présentes dans les protéines. Bien que l’importance des feuillets bêta dans les structures repliées des protéines soit reconnue depuis longtemps, l’importance des interactions intermoléculaires entre les feuillets bêta est de plus en plus reconnue. Les interactions intermoléculaires entre les bords de liaison hydrogène des feuilles bêta constituent une forme fondamentale de reconnaissance biomoléculaire (comme l’appariement des bases de l’ADN) et sont impliquées dans la structure quaternaire des protéines, les interactions protéine-protéine et l’agrégation des peptides et des protéines. L’importance des interactions entre feuilles bêta dans les processus biologiques en fait des cibles potentielles d’intervention dans des maladies telles que le SIDA, le cancer et la maladie d’Alzheimer. Ce compte rendu décrit l’utilisation par mon groupe de recherche de systèmes modèles chimiques pour étudier la structure et les interactions des feuilles bêta. Les systèmes de modèles chimiques constituent un excellent moyen d’explorer les feuilles bêta, car ils sont plus petits, plus simples et plus faciles à manipuler que les protéines. Les modèles chimiques synthétiques offrent également la possibilité de contrôler ou de moduler les systèmes naturels ou de développer d’autres applications utiles et peuvent éventuellement conduire à de nouveaux médicaments pour traiter les maladies. Dans nos « feuilles bêta artificielles », des modèles moléculaires et des unités de rotation sont combinés avec des peptides pour imiter les structures des feuilles bêta parallèles et antiparallèles. Les modèles et les unités de rotation forment des structures repliées, liées à l’hydrogène, avec les groupes peptidiques et aident à prévenir la formation d’agrégats complexes et mal définis. Les modèles qui reproduisent le schéma de liaison hydrogène d’un bord d’un brin bêta peptidique tout en bloquant l’autre bord se sont avérés particulièrement utiles pour prévenir la formation d’agrégats et favoriser la formation de structures monomères et dimères simples. Les feuillets bêta artificiels qui présentent des bords exposés à la liaison hydrogène peuvent former des dimères liés à l’hydrogène bien définis. La dimérisation se produit facilement dans des solutions de chloroforme mais nécessite des interactions hydrophobes supplémentaires pour se produire en solution aqueuse. Les interactions entre les chaînes latérales, ainsi que la liaison hydrogène entre les chaînes principales, sont importantes dans la formation des dimères. Des études RMN de feuillets bêta artificiels ont permis d’élucider l’importance de la complémentarité de la liaison hydrogène, de la complémentarité de la taille et de la complémentarité chirale dans ces interactions. Ces préférences d’appariement démontrent une sélectivité de séquence dans la reconnaissance moléculaire entre les feuilles bêta. Ces études contribuent à illustrer l’importance des interactions intermoléculaires bord à bord entre les feuilles bêta des peptides et des protéines. En fin de compte, ces systèmes modèles peuvent conduire à de nouvelles façons de contrôler les interactions entre feuilles bêta et de traiter les maladies dans lesquelles elles sont impliquées.