Dissertations / Theses: 'Membranes plasmique et modèles'

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Lafontaine, Alexandre Céline. "Elaboration de monocouches lipidiques modèles de la membrane plasmique d’Escherichia coli : Etude des interactions entre la protéine FtsZ et les monocouches modèles." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES039.

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Abstract:

L’assemblage de la protéine FtsZ au niveau de la membrane plasmique est l’une des premières étapes de la division des bactéries. La nature exacte du site de division n’est pas établie. Pour étudier l’influence des lipides membranaires sur la localisation de FtsZ, nous avons élaboré un modèle du feuillet interne de la membrane plasmique d’E. Coli. Un système à 2 lipides (dilauryl-phosphatidylethanolamine (DLPE) et dipalmitoyl-phosphatidylglycerol (DPPG)) et un système à 3 lipides (DLPE, DPPG et cardiolipine (CL)) ont été élaborés avec la technique de Langmuir. Ces systèmes présentent des domaines lipidiques stables dans le temps comme observés en microscopie à l’angle de Brewster et en microscopie à force atomique. Dans le système à 2 lipides, FtsZ s’assemble à l’interface entre le DLPE et les domaines de DPPG et modifie l’organisation de la monocouche. Dans le système à 3 lipides, FtsZ s’assemble préférentiellement sous les domaines de CL Assembly of the protein FtsZ at the cytoplasmic membrane is one of the earliest steps in the division of bacteria such as E. Coli. What constitutes the site at which FtsZ acts is less clear. To investigate the influence of the membrane lipids on FtsZ localization and assembly, we have elaborated a model mimicking the inner leaflet of the bacterial plasmic membrane. A 2-lipid system constituted of dilauryl-phosphatidylethanolamine (DLPE) and dipalmitoyl-phosphatidylglycerol (DPPG) and a 3-lipid system constituted of DLPE, DPPG and cardiolipin (CL) were elaborated with the Langmuir technique. Using Brewster Angle Microscopy and Atomic Force Microscopy, we found that these systems presented time stable lipid domains. In the 2-lipid system, FtsZ was found to assemble at the interface between DLPE and DPPG domains, thus modifying the monolayer organisation. In the 3-lipid system, FtsZ was found to assemble preferentially under CL domains

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Le, Guyader Laurent. ""Utilisation de sondes pyréniques in vivo pour caractériser l'état de phase global de la membrane plasmique de cellules eurcaryotes". Application à la détection de la liaison d'agonistes au recepteur et opioide murin." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195744.

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Abstract:

Le développement d'outils performants de criblage de nouvelles molécules capables d'induire une réponse cellulaire identique à celle d'un ligand (agoniste/ antagoniste, etc...), est un enjeu important pour la recherche pharmaceutique. Les principales cibles utilisées aujourd'hui sont les récepteurs trans-membranaires couplés aux protéines G (RCPG), dont l'activation déclenche une cascade de réactions intracellulaires (signalisation) régulant des fonctions essentielles de la cellule. L'objectif de ce travail de thèse est la détection de l'initiation de la signalisation cellulaire par spectrométrie de fluorescence pour le récepteur d opioïde murin (mDOR) qui induit un changement conformationnel responsable d'un épaississement de sa partie transmembranaire lors de la signalisation, au niveau de la membrane plasmique de cellules eucaryotes in vivo. Ce changement est supposé générer des modifications de phase lipidique de la membrane plasmique lors de cette interaction RCPG/agoniste, avec des redistributions locales de certains lipides comme le cholestérol, conduisant à la génération d'une phase liquide-ordonnée (lo). Pour cela deux nouvelles sondes fluorescentes membranaires de la famille des Pyrènecholestérol ont été synthétisées, le 3b-hydroxy-pregn-5-ène-21-(1-méthylpyrényl)-20-one 1 et le 3b- hydroxy-pregn-5-ène-21-(1-méthylpyrényl)-20-méthylidène 2. Dans un premier temps la comparaison du comportement de ces sondes vis-à-vis du cholestérol a été analysée dans différentes membranes modèles phospholipidiques. Les données de microcalorimétrie et de RMN-2H indiquent que ces composés induisent des perturbations des lipides comparables à celle du cholestérol. Les données d'absorption, combinées à la propriété hypochromique du chromophore pyrène, ont permis de mettre en évidence un comportement autoassociatif de ces sondes. Nous extrapolons ce résultat à celui du cholestérol car des simulations en dynamique moléculaire déduisaient cette même associativité. Nous retrouvons qu'elle augmente avec le degré d'insaturation des chaînes acyles et qu'elle diminue quand la quantité de cholestérol croît (plus grande miscibilité des sondes dans les membranes enrichies en cholestérol). Dans un deuxième temps la sensibilité du spectre d'émission de fluorescence à la polarité de l'environnement a été vérifiée et mise à profit dans des membranes modèles pour discriminer les membranes en phase ld de celles en phase lo (où la polarité du coeur de la membrane est plus faible). Enfin, l'incorporation de la sonde 2 dans la membrane plasmique de cellules vivantes CHO qui sur-expriment mDOR, a permit le suivi dans le temps, par spectrofluorimétrie et microspectrofluorimétrie, de la perturbation de phase induite par un agoniste de ce récepteur. Les bases d'un criblage sélectif sont donc posées.

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Le, Guyader Laurent. "Utilisation de sondes pyréniques in vivo pour caractériser l'état de phase global de la membrane plasmique de cellules eucaryotes : application à la détection de la liaison d'agonistes au récepteur "delta" opioïde murin." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/53/.

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Abstract:

Le développement d'outils de criblage de nouvelles molécules capables d'induire une réponse cellulaire identique à celle d'un ligand (agoniste, antagoniste. . . ) est un enjeu important pour la recherche pharmaceutique. Les principales cibles utilisées aujourd'hui sont les récepteurs trans-membranaires couplés aux protéines G (RCPG) dont l'activation déclenche une cascade de réactions intracellulaires (signalisation). L'objectif de ce travail de thèse est la détection de l'initiation de la signalisation cellulaire par spectrométrie de fluorescence pour le récepteur ??opioïde murin (mDOR) qui induit un changement conformationnel responsable d'un épaississement de sa partie transmembranaire lors de la signalisation, au niveau de la membrane plasmique de cellules eucaryotes in vivo. Ce changement est supposé générer des modifications de phase lipidique de la membrane plasmique lors de cette interaction RCPG/agoniste, avec des redistributions locales de certains lipides comme le cholestérol, conduisant à la génération d'une phase liquide-ordonnée (lo). Pour cela deux nouvelles sondes fluorescentes membranaires de la famille des Pyrènecholestérol ont été synthétisées, le 3?-hydroxy-pregn-5-ène-21-(1-méthylpyrényl)-20-one 1 et le 3?-hydroxy-pregn-5-ène-21-(1-méthylpyrényl)-20-méthylidène 2. Dans un premier temps la comparaison du comportement de ces sondes vis-à-vis du cholestérol a été analysée dans différentes membranes modèles phospholipidiques. Les données de microcalorimétrie et de RMN-2H indiquent que ces composés induisent des perturbations des lipides comparables à celle du cholestérol. Les données d'absorption, combinées à la propriété hypochromique du chromophore pyrène ont permis de mettre en évidence un comportement auto-associatif du cholestérol dépendant du degré de saturation des chaînes acyles. De plus ces sondes sont plus idéalement miscibles dans les phases lo. Dans un deuxième temps la sensibilité du spectre d'émission de fluorescence à la polarité de l'environnement a été vérifiée et mise à profit dans des membranes modèles pour discriminer les membranes en phase ld de celles en phase lo (où la polarité du coeur de la membrane est plus faible). Enfin, l'incorporation de la sonde 2 dans la membrane plasmique de cellules vivantes CHO qui sur-expriment mDOR, a permit le suivi dans le temps, par spectrofluorimétrie de la perturbation de phase induite par un agoniste The development of tools for the screening of new receptors’ agonists is a major issue for pharmaceutical research. Currently, the main targets used are the G-protein coupled receptor of the plasma membrane which the activation trigger the signaling pathways involved in many cell functions. The goal of this thesis is the detection, using a spectrofluorometry approach in vivo, of the signaling pathway ignition by the mouse delta opioid receptor (mDOR). DOR is assumed to generate a relocalisation of some lipids (cholesterol) while agonist binding leading to the formation of a liquid-ordered phase (lo). Thus two fluorescent probes have been synthesized, which the 3beta-hydroxy-pregn-5-ene-21-(1-methylpyrenyl)-20-methylidene. Data from calorimetry and RMN-2H studies show that this probe induces the same lipid membranes disturbance than cholesterol. Absorption data of the probe allowed the assessment of a self-association process of cholesterol in model membranes, which is as a function of the acyl-chains saturation degree of phospholipids. Then the polarity sensitive property of the probe has been used to distinguish between ld and lo phases in model membranes. Finally, we incorporated the probes in CHO cells over-expressing mDOR to monitor, by fluorescence spectroscopy, the mean phase state change of the plasma membrane triggered by a mDOR agonist. This is the first step of a new screening approach

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Franche, Antoine. "Amphiphiles azobenzéniques : potentiel et relations structure-activité pour la lyse cellulaire." Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2523.

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Abstract:

L’émergence de souches bactériennes et fongiques de plus en plus résistantes à la désinfection est un problème qui menace le développement et la santé humaine à travers le monde. Parmi les modes d’action possibles de ces traitements, notre intérêt va se porter sur les interactions avec la membrane plasmique dans le but de lyser le micro-organisme. Le premier objectif de cette thèse est donc de développer des molécules avec une structure amphiphile afin d’interagir avec ces membranes. Les azobenzènes sont intéressants à ce titre car leurs deux groupements phényles constituent déjà un squelette carboné apolaire. Le greffage d’une tête polaire sur ces molécules permettra donc de leur conférer des propriétés amphiphiles. Trois familles d’azobenzènes ont été synthétisées afin d’évaluer leurs propriétés antibactériennes et antifongiques. Un autre objectif de la thèse est de fournir les premières hypothèses sur le mode d’action des antibactériens synthétisés. Plus particulièrement, leur capacité à interagir avec des membranes plasmiques biomimétiques de bactéries a été évaluée. La première famille (AzoOH) comportant un groupement hydroxyle comme tête polaire a montré de bonnes propriétés biologiques mais une faible capacité à interagir avec les membranes plasmiques. La seconde famille (AzoPEG), avec une tête polaire de type triéthylène glycol a montré de médiocres activités biologiques, et une capacité à interagir avec les membranes plasmiques n’ont pas été améliorées. La troisième famille (AzoTAI) avec une tête polaire de type triméthylammonium a montré d’excellentes propriétés biologiques, une capacité à s’adsorber aux interfaces hydrophiles/hydrophobes et une interaction spécifique avec les lipides membranaires bactériens. L’interaction entre les AzoTAI à plus longue chaîne (6 carbones) et la phosphatidylethanolamine est particulièrement favorable. De manière globale, parmi les composés synthétisés, seule la famille des AzoTAI est capable d’interagir avec la membrane plasmique des bactéries et cette interaction est corrélée à l’activité antibactérienne. Néanmoins, même si ces composés constituent de bons candidats pour la lyse des microorganismes, leur activité cytotoxique vis-à-vis des cellules humaines pourrait limiter leurs applications dans le domaine médical The emergence of bacterial and fungal strains more and more resistant to disinfection is a threat to the development of nations and human health around the world. Amongst the mechanism of action, we will focus on the interaction between the molecule and the plasmic membrane for the lysis of the microorganism. The first goal of this work is to synthetize amphiphilic molecules to interact with bacterial membrane Azobenzene are interesting because their two phenyl group give them an apolar moiety, the next step is a grafting of a polar head to make them become an amphiphile molecule. Three types of azobenzene were synthetized to evaluate their antibacterial properties and their antifungal properties. The second goal of this work is tounderstand how they interact with the plasmic membranes. To perform this, we tested the azobenzenes on biomimetic models of plasmic membranes. The first group of compounds (AzoOH) with an alcohol group as polar head showed good biological properties but have a poor potential to interact with plasmic membrane. The second group of compounds (AzoPEG) with a triethylene-glycol type polar head have mediocre biological activities, and their ability to interact with the membrane were not enhanced. The third group of compounds (AzoTAI) with a trimethylammonium type polar head showed very good biological activities, and strong interaction with bacterial membrane lipid. These antibacterial activities are correlated to their interaction with bacterial lipids. It also has good abilities to adsorb themselves to hydrophilic/hydrophobic interfaces. However, their cytotoxic activity on human cells can be a severe drawback with their use

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André, Aurore. "Etude de l'influence de l'environnement lipidique sur la fonctionnalité et l'organisation membranaire des récepteurs mu et delta aux opioïdes." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/542/.

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Abstract:

Il est aujourd'hui bien connu qu'il existe des compartimentations latérales au sein même de la membrane, définissant des domaines. Une grande attention a été portée ces dernières années à des domaines membranaires particuliers, les " rafts ". Ces domaines enrichis en cholestérol et sphingolipides seraient impliqués dans certains processus de signalisation cellulaires qui nécessitent un transfert de l'information à la fois spécifique et efficace, comme c'est le cas notamment des RCPG. Dans cette étude, le rôle de l'environnement lipidique sur l'activité de deux RCPG, les récepteurs humains µ et d aux opioïdes (hMOR et hDOR) a été recherché. Des fractions enrichies en cholestérol (DRM) ont été analysées après extraction à froid en TX-100 de membranes cellulaires et la présence des récepteurs hMOR ou hDOR a été recherchée. Les données indiquent que peu de hDOR et hMOR sont retrouvés dans ces fractions à l'état basal, mais la redistribution d'une partie de ces récepteurs dans les DRM, dépendante de l'association des récepteurs aux protéines G, est observée après activation par leur ligand agoniste. Les données de pharmacologie obtenues après modulation de la teneur en cholestérol des membranes contenant ces récepteurs ont montré clairement un effet de la déplétion en cholestérol sur la fonctionnalité de hMOR et hDOR. Enfin, pour mieux cerner le rôle du cholestérol dans la distribution et l'activité des récepteurs, l'influence d'un autre stérol, l'ergostérol, a été étudié. Une modulation éventuelle de l'activité du récepteur hDOR par l'épaisseur de la membrane a été analysée en reconstituant le récepteur dans des liposomes ayant des lipides de longueur de chaînes variables Numerous evidences show the existence of lateral heterogeneities within the plasma membranes defined as lipid domains. Among these, lipid rafts, have been extensively studied. They are characterised by an enrichment in cholesterol and sphingolipids, and are depicted as fluid plaforms that segregate membrane components involved in a particular signaling process, like signal transduction of GPCR, promoting the specificity and the efficiency of the response. Here we study the role of the lipidic environment on the activity of two GPCRs, namely human mu and delta opioid receptors (hMOR and hDOR). Cholesterol, which is a main component implicated in the formation of rafts, was here the subject of a particular interest. Membranes fractions that were enriched in cholesterol (DRM) were analysed after cold extraction by TX-100 of cellular membranes. The data we obtained show that hMOR and hDOR are found in DRM at a basal state. In contrast, when activated by an agonist, a relocalisation of a fraction of these receptors is observed in DRM and we show that this phenomenon is dependant of the association of these receptors with G-proteins. The analysis of pharmacological properties of hDOR and hMOR upon cholesterol depletion show clearly that some pool of receptors need cholesterol for function. To complete these data, we next examined whether this effect was due to direct interactions of the receptors with cholesterol or membrane thickness. To test this assumption, we have investigate the effect of ergosterol on hMOR and hDOR pharmacology and the acyl-chain length of the phospholipids on the function of the reconstituted hDOR

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Garrivier, Daniel. "Etudes théoriques et numériques d'objets "issus de la biologie" : torsion de fils d'ADN ; pelage de membranes en adhésion." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10068.

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Conchonaud, Fabien. "Dynamique de l'organisation de la membrane plasmique et incidence fonctionnelle." Aix-Marseille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX22026.

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Abstract:

L’extraordinaire cohérence de la membrane plasmique est la résultante des interactions moléculaires de faible énergie existant entre les différents constituants qui la composent. De fait, les molécules s'organisent et ségrégent en fonction de leurs affinités respectives, formant des hétérogénéités locales au sein de la membrane. En regard de cette organisation, les questions fondamentales sont de comprendre sur quelles échelles spatio-temporelles ses hétérogénéités prennent place et d’identifier en quoi une telle organisation contribue-t-elle à réguler les grandes fonctions d’une cellule. Afin d’apporter une réponse à ces questions, il nous fallait dans une premier temps établir et valider une approche expérimentale robuste permettant d’identifier et de décrire les hétérogénéités locales de la membrane plasmique. Une utilisation systématique de la FCS à rayons variables a permis d’établir notamment le rôle fondamental de certains lipides dans la génération de ces hétérogénéités. Le second volet de cette étude a été essentiellement consacré à explorer l’impact d’une telle organisation membranaire sur différentes fonctions fondamentales de la physiologie d’une cellule. Ainsi, les partitionnements observés ont un effet important dans la signalisation en modulant l'intensité du signal provenant d'un stimulus externe. En d'autres termes, si les molécules conservent leur capacité de signaler, il apparaît clairement que cette microorganisation dynamique de la membrane en contrôle l’amplitude. En conclusion, nos résultats ont permis d'éclaircir certains points fortement débattus et de soulever plusieurs questions qui feront l'objet d'analyses ultérieures comme : le couplage entre les deux feuillets membranaires, l'impact des échanges membrane/cytoplasme de constituants ou le recyclage membranaire sur la régulation des fonctions cellulaires The extraordinary coherence of the plasma membrane results from molecular interactions of weak energy between the membrane components. In fact, the molecules organize and segregate according to their respective affinities, creating local heterogeneities within the plasma membrane. Regarding this organisation, fundamental questions are to understand on which spatio-temporal scales these heterogeneities take place and to identify to what extent such dynamic organization contributes to control basic cellular functions. In order to answer these questions, it was necessary in the first time to establish and validate a robust experimental approach making possible the identification and description of the plasma membrane heterogeneities. A systematic use of the FCS performed at variable wait of observation has made possible to establish the fundamental implication of certain classes of lipids in the generation of these heterogeneities. The second focus of this study was primarily devoted to explore the impact of such membrane organization on various fundamental cellular functions. Thus, molecular partitioning has an important effect signal delivery by modulating the intensity of the outcome signal. In other terms, if the molecules preserve their capacity to signal, it clearly appears that this dynamic micro-organization of the membrane controls the amplitude of the signal. In conclusion, our results have allowed us to clarify debated points but also to raise several news questions which will the subject of future studies like the coupling between the two membrane leaflets, the impact of the membrane component exchanges/cytoplasm or membrane recycling on the regulation of cellular functions

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Yezid, Hocine. "Mécanismes d'interaction de la protéine Tat du VIH-1 avec les membranes plasmique et endosomale." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20081.

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Abstract:

La protéine transactivatrice Tat joue un rôle crucial dans la multiplication du VIH-1. Elle a un rôle établi dans la transcription virale. Elle possède de plus la propriété d'être sécrétée par les cellules infectées. Elle peut ensuite pénétrer par endocytose dans les cellules non-infectées, où elle va provoquer divers dysfonctionnements. Dans ce travail, nous avons mis en évidence que Tat est sécrétée directement à travers la membrane plasmique en utilisant un mécanisme de sécrétion non conventionnel. Nous avons montré que le phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate, PI(4,5)P2, est responsable du recrutement de Tat sur le feuillet interne de la membrane plasmique. En effet, Tat se fixe au PI(4,5)P2 avec une grande spécificité et une forte affinité. Cette interaction de stochiométrie 1:1 implique un triplet de résidus basiques de Tat (résidus 49-51). Elle est stabilisée par l'insertion membranaire de la chaîne latérale du Trp11. Ce mécanisme de fixation original restreint la fixation de Tat au PI(4,5)P2 membranaire mais permet aussi une très haute affinité. Celle-ci va permettre à Tat d'être sécrétée mais aussi de déplacer des protéines cellulaires du PI(4,5)P2. D'autre part, nous avons élucidé le mécanisme moléculaire permettant l'insertion de Tat dans la membrane endosomale. Elle est induite par le pH acide (pH~5. 3) de ces compartiments. Ce pH acide est détecté par un système "sensor" impliquant Tat-Glu2, résidu acide qui est relié par un pont salin avec un triplet d'Arg (55-57). La protonation de Glu2 rompt les ponts salins, permettant l'exposition du Trp11 et l'insertion membranaire de Tat, préalable à sa translocation vers le cytosol The HIV-1 transactivating factor Tat, plays a critical role in HIV-1 pathogenesis. It is strictly required for viral transcription. It can also be secreted by infected cells. Once in the bloodstream, it can enter the cytosol of uninfected cells by endocytosis and dramatically affect their biological activity. Here, we provide evidence that Tat is directly secreted through the plasma membrane using an unconventional secretion pathway. We found that phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate, PI(4,5)P2, is responsible for Tat recruitment to the inner leaflet of the plasma membrane, thereby allowing its membrane insertion and translocation. We observed, using a variety of biophysical techniques, that Tat binds specifically and with a very high affinity to a single molecule of PI(4,5)P2. This interaction is mediated by a triplet of basic residues (residues 49-51), and is stabilized by the concomitant membrane insertion of the side chain of Tat-Trp11. This original mechanism restricts Tat binding to membrane embedded PI(4,5)P2, but also enables very tight binding. This high affinity allows Tat to be secreted and to displace cell proteinsƒnƒnfrom the plasma membrane. We also elucidate the molecular mechanism responsible for Tat insertion into the endosome membrane. This insertion is triggered by the low pH (pH ~5. 3) present within the endosome lumen. Acidic pH is detected by a sensor made of Glu2 and an Arg triplet (55-57) that are connected by a salt bridge. Glu2 protonation at low pH will destabilize the salt bridge, thereby allowing Trp11 exposure and enabling membrane penetration. This is the first step of the membrane translocation process that will allow Tat delivery to cytosol

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Ménorval, Marie-Amélie de. "Etude de la perméabilisation de la membrane plasmique et des membranes des organites cellulaires par des agents chimiques et physiques." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA114840/document.

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Abstract:

Il est possible de perméabiliser la membrane plasmique des cellules par des agents chimiques (tels que les polyéthylènes glycols ou le diméthylsulfoxyde) ou par des agents physiques (tels que les ultrasons ou les impulsions électriques). Cette perméabilisation peut être réversible ou non, ce qui signifie qu’après la perméabilisation, la membrane retrouve son intégrité et ses propriétés d’hémi-perméabilité ou pas. Ces techniques peuvent être utilisées pour faire rentrer des médicaments ou des acides nucléiques dans les cellules ou pour générer des fusions cellulaires. Une approche récente, la dynamique moléculaire, utilise des simulations numériques pour prédire les effets des agents perméabilisants sur les membranes à l’échelle moléculaire, et permet d’apporter de nouvelles données pour comprendre les mécanismes moléculaires, encore peu connus à ce jour.Les impulsions dites « classiques » en électroperméabilisation, de l’ordre de la dizaine de millisecondes à la centaine de microsecondes et d’amplitude de champ de l’ordre de 100 kV/m, perméabilisent la membrane plasmique uniquement. Cependant, récemment, des impulsions plus courtes, dites impulsions nanoseconde (quelques nanosecondes) et de plus grande amplitude de champ (de l’ordre de 10 MV/m) ont été utilisées et permettent d’affecter également les membranes des organites cellulaires. Les travaux de cette thèse portent dans un premier temps sur les effets perméabilisants d’un agent chimique (le diméthylsulfoxyde, DMSO) en comparant les modèles prédictifs de la dynamique moléculaire avec des expériences in vitro sur des cellules. Le modèle numérique prédit trois régimes d’action en fonction de la concentration du DMSO. Utilisé à faible concentration, il y a déformation de la membrane plasmique. L’utilisation d’une concentration intermédiaire entraîne la formation de pores membranaires et les fortes concentrations de DMSO ont pour conséquence la destruction de la membrane. Les expériences in vitro faites sur des cellules ont confirmé ces résultats en suivant l’entrée de marqueurs de perméabilisation. Cette étude a été comparée avec la perméabilisation par un agent physique (les impulsions électriques). Dans un deuxième temps, ces travaux traitent du développement et de l’utilisation d’un nouveau dispositif d’exposition des cellules aux impulsions nanoseconde qui permet d’appliquer des champs électriques très élevés et d’observer par microscopie leurs au niveau cellulaire. Pour finir, ce dispositif a été utilisé avec des impulsions nanoseconde pour générer des pics calciques dans de cellules souches mésenchymateuses qui présentent des oscillations calciques spontanées liées à leur état de différenciation. Ces pics induits sont dus à la libération de calcium stocké dans les organites et/ou à la perméabilisation de la membrane plasmique permettant l’établissement d’un flux de calcium intramembranaire. Il est aussi possible d’utiliser des impulsions microseconde pour générer des pics calciques dans ces cellules. Dans ce cas, les pics calciques ne sont dus qu’à la perméabilisation de la membrane plasmique. En jouant sur l’amplitude des champs électriques appliqués et sur la présence ou l’absence de calcium externe, il est possible de manipuler les concentrations calciques cytosoliques en mobilisant le calcium interne ou externe. Une des particularités de ces nouveaux outils est de pouvoir être déclenchés et arrêtés instantanément, sans réminiscence, contrairement aux molécules chimiques permettant de produire des pics calciques. Ces outils pourraient donc permettre de mieux comprendre l’implication du calcium dans des mécanismes comme la différenciation, la migration ou la fécondation It is possible to permeabilize the cellular plasma membrane by using chemical agents (as polyethylen glycols or diméthylsulfoxyde) or physical agents (as ulstrasounds or electric pulses). This permeabilization can be reversible or not, meaning that after the permeabilization, the membrane recovers its integrity and its hemi-permeable properties. These techniques can be used for the uptake of medicines or nucleic acids or to generate cellular fusions. A recent approach, the molecular dynamics, uses numerical simulations to predict the effects of permeabilizing agents at the molecular scale, allowed generating of new data to understand the molecular mechanisms that are not completely known yet.The pulses so called “classical” in electropermeabilization, from the range of the ten of milliseconds to the hundred of microseconds and with a field amplitude in the range of 100 kV/m, can only permeabilize the plasma membrane. However, more recently, shorter pulses, so called nanopulses (few nanosecondes) and with an higher field amplitude (in the range of 10 MV/m) have been used and allow to affect also cellular organelles membranes.This thesis is, in a first time, about the permeabilizing effects of a chemical gent (the diméthylsulfoxyde, DMSO) by comparing predictive models from molecular dynamics with experiments in vitro on cells. The numerical model predicts three regimes of action depending on the DMSO concentration. Used at low concentration, there is a plasma membrane deformation. The use of an intermediate concentration lead to membrane pores formation and higher DMSO concentrations resulted in membrane destruction. The experiments done in vitro on cells confirmed these results using the following of permeabilization markers. This study has been compared to permeabilization due to a physical agent (electric pulses).Secondly, it is about the development and the use of a new cell exposure device for nanopulses that permit to apply very high electric fields and to observe induced cellular effects simultaneously by microscopy.To finish, this device has been used with nanopulses to generate calcium peaks in mesenchymal stem cells that are presenting spontaneous calcium oscillations in correlation to their differentiation state.. These induced peaks are due to the release of the calcium stored in organelles and/or to plasma membrane permeabilization leading to a intramembrane calcium flux establishment. It is also possible to use microsecond pulses to generate calcium peaks in these cells. In this case, the calcium peaks are due to the plasma membrane permeabilization . By changing the amplitude of the applied electric fields and the presence or the absence of external calcium, it is possible to manipulate cytosolic calcium concentrations by mobilizing internal or external calcium. One feature of these new tools is to be triggered and stopped instantly without reminiscence, unlike chemical molecules permitting the production of calcium peaks. These tools could therefore lead to a better understanding of the involvement of calcium in mechanisms such as differentiation, migration or fertilization

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MARCHAL, CHRISTELLE. "Signaux et mecanismes impliques dans l'endocytose ubiquitine dependante des proteines de membranes plasmique chez la levure saccharomyces cerevisiae." Paris 7, 2000. http://www.theses.fr/2000PA077258.

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Abstract:

Les proteines de la membrane plasmique contribuent a la communication entre les cellules et leur environnement. Par consequent, leur expression a la surface cellulaire doit etre finement regulee pour repondre aux changements de l'environnement extracellulaire. L'endocytose permet de controler le taux de nombreuses proteines de membrane. Il a ete montre ces dernieres annees qu'un des mecanismes mis en jeu dans le controle de l'endocytose tant chez la levure que chez les mammiferes est leur modification prealable par fixation covalente d'ubiquitine. Dans le cadre de ce travail, l'uracile permease, codee par le gene fur4, a ete utilisee comme proteine modele pour etudier les signaux et les mecanismes qui controlent l'endocytose ubiquitine dependante des proteines de membrane plasmique chez la levure s. Cerevisae. Ce transporteur subit une endocytose constitutive qui est acceleree en condition de stress et qui conduit a sa degradation dans la vacuole. Nous avons montre qu'une region pest, situee dans l'extremite n-terminale de l'uracile permease est importante pour son endocytose. Les sequences de type pest, riches en prolines, acides glutamiques, serines et threonines, sont des signaux de degradation conditionnels qui sont reconnus apres activation. Dans le cas de l'uracile permease, nous avons montre que la phosphorylation des serines de la region pest, constitue un signal declenchant son ubiquitination et son internalisation consecutive. Nous avons egalement etabli que deux residus lysines situes juste en amont de la region pest, constituent les deux sites de fixation des chaines d'ubiquitine sur l'uracile permease. Par ailleurs, nous avons determine que les kinases yck1p et yck2p, deux isoformes de la famille caseine kinase i regulent l'endocytose de l'uracile permease. D'une part, elles sont directement impliquees dans la phosphorylation de la region pest. D'autre part, elles exercent un controle negatif sur l'etape d'internalisation de la proteine ubiquitinilee et agissent egalement plus en aval en controlant son acheminement jusqu'a la vacuole. En conclusion, cette etude a permis d'avancer dans la comprehension des signaux et des mecanismes qui controlent l'endocytose ubiquitine dependante des proteines de membrane plasmique chez la levure, des connaissances qui etaient encore tres limitees lorsque ce travail a debute. Il reste encore beaucoup a decouvrir sur la reconnaissance de ces proteines par la machinerie d'ubiquitination et d'internalisation. Les mutants de l'uracile permease construits au cours de ce travail et qui ont permis d'analyser le signal d'endocytose de ce transporteur constitueront de nouveaux outils pour analyser ces mecanismes.

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Carvalho, Kévin. "Interaction entre membrane plasmique et cytosquelette : approche biomimétique pour l’étude des interactions entre ezrine, PIP2 et actine." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20175.

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Abstract:

La membrane plasmique de la cellule est composée de lipides et interagit notamment avec le squelette de la cellule (le cytosquelette), par l'intermédiaire de protéines d'ancrages et de lipides clefs qui jouent un rôle spécifique dans certains types d'interactions. Parmi les protéines intervenant dans l'ancrage direct de la membrane plasmique au cytosquelette, des protéines de la famille des ERM (Ezrine, Radixine, Moésine) peuvent interagir spécifiquement avec un lipide, le phosphatidylinositol (4,5) biphosphate (PiP2), d'une part et avec l'actine du cytosquelette d'autre part. Dans le but de comprendre les interactions entre membrane plasmique et cytosquelette, nous avons réalisé des expériences in vitro sur des systèmes comportant un nombre minimal de constituants : des vésicules géantes (GUV) contenant du PiP2, de l'ezrine recombinante et de l'actine purifiée. Nous avons mis en évidence que la liaison au PiP2 induit des changements conformationnels de l'ezrine. L'ezrine est alors capable d'interagir avec les filaments d'actine. Nous avons caractérisé quantitativement l'incorporation de PiP2 dans la membrane de vésicule géantes, et montré que l'interaction de l'ezrine avec les vésicule géante contenant du PiP2, induit un partitionnement du lipide dans la bicouche lipidique et conduit à la formation d'agrégats de PiP2 et d'ezrine sur la membrane. La connaissance des effets de l'ezrine sur les membranes contenant du PiP2 et la connaissance des différents mécanismes se produisant lors des interactions permettra de définir plus précisément le rôle de l'ezrine in cellulo The plasma membrane is composed of several different lipids and can interact directly with the actin cytoskeleton via specific lipids and linker proteins. Among these is the ERM (Ezrin, Radixin, Moesin) family of proteins, which is involved in the direct linkage of the membrane to the actin cytoskeleton via a phosphatidylinositol (4,5) biphosphate (PiP2) lipid binding site. Our aim is to understand the interactions between these proteins and PiP2 using in vitro simplifed biomimetic systems like giant unilamellar vesicles (GUV) containing PiP2. We showed that a conformational change of ezrin occur when the protein binds to PiP2, this conformational change allowing ezrin to bind to actin filaments. We have characterized quantitatively the incorporation of PIP2 in the membrane of giant vesicles, and showed that the interaction of ezrin with GUV induce a partitioning of the lipid within the membrane as well as ezrin aggregates on the membrane. Likewise, ezrin oligomers were observed only in the presence of PiP2. A better understanding of the interplay between ezrin, PIP2-containing membranes and actin will help to get a better view of the role of ezrin in cellulo

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Weinberger, Andreas. "Systèmes modèles de membranes et potentiel de pénétration de polypeptides." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01065966.

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Abstract:

Les vésicules géantes unilamellaires (GUV) permettent d'étudier efficacement les interactions entre les lipides et les peptides. Dans ce manuscrit, il a été montré que les interactions attractives lipides-peptides sont supprimées par l'attachement de polypeptides de type élastine (ELP) sur des peptides riches en arginine et peuvent être modulées par l'auto-assemblage en micelles ainsi que par le nombre de groupements arginine dans la séquence des peptides capables de pénétrer les cellules. De plus, une nouvelle méthode pour former des GUV à partir de systèmes complexes en seulement quelques minutes a été développée. Cette méthode est basée sur le gonflement d'un film de PVA sous une bicouche lipidique. Elle supprime la dégradation des molécules pendant la formation des GUV de lipides synthétiques, tels que des glycolipides et des phospholipides portant des groupements amides, où les méthodes traditionnelles ne réussissent pas à produire des vésicules non endommagées.

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Bionda, Clara. "Implications des Microdomaines Rafts de la Membrane Plasmique dans la Résistance aux Radiations Ionisantes d’un modèle cellulaire de Carcinome Epidermoïde de la Tête et du Cou." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10347.

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Abstract:

La sensibilité tumorale aux radiations ionisantes résulte de l’équilibre entre les mécanismes d’agression conduisant à la mort cellulaire et les mécanismes de réparation et de survie cellulaires. En plus des dommages radio-induits de l’ADN, les événements précoces au niveau de la membrane plasmique représentent une étape déterminante dans l’apoptose radio-induite. A partir de lignées tumorales issues de carcinomes ORL, nous avons démontré que le déclenchement de la voie de signalisation conduisant à l’apoptose radio-induite est lié à un réarrangement des microdomaines rafts dans les cellules radiosensibles SCC61. Ce réarrangement structural des rafts fait défaut dans la lignée SQ20B, ce qui pourrait en partie expliquer leur radiorésistance. La modulation pharmacologique des rafts par la cyclodextrine a permis de déclencher l’entrée en apoptose des cellules SCC61 en impliquant la voie Fas et d’activer la voie de survie EGF-R dans les cellules SQ20B et ceci en absence de tout ligand The tumoral sensitivity to ionizing radiation results from the balance between the mechanisms of agression leading to cell death and the mechanisms of intracellular repair and survival. Apart from the radiation-induced damage of DNA, early events at the plasma membrane represent a determining phase in the radiation-induced apoptosis. In a model of HNSCC, we demonstrated the fundamental role of raft microdomains in the transduction of signaling pathways leading to radiation-induced apoptosis of radiosensitive SCC61 cells. By contrast, a defect of structural rearrangement of the rafts was observed in SQ20B cells, a result that could partly explain their radio-resistance. A pharmacological modulation of the rafts with methyl-β-cyclodextrin was carried out, leading to apoptosis of SCC61 cells involving the Fas pathway but activating the survival EGF-R pathway in SQ20B cells, both in a ligand-independent manner

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Bieliavsky, Nicolas. "Modèle de la genèse de la membrane plasmique de l'oeuf de xenopus laevis en voie de segmentation pour servir à la construction d'un système cellulaire de référence destiné à l'étude du développement de cet organisme." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1991. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213015.

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El, Jastimi Rachida. "Étude des interactions entre l'antibactérien nisine et des membranes lipidiques modèles." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape10/PQDD_0012/NQ43481.pdf.

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Lamazière, Antonin. "Mécanismes d'action de peptides basiques sur des membranes modèles et biologiques." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066233.

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Abstract:

Les peptides basiques pénétrants (CPPs) sont devenus des outils pharmacologiques incontournables. Ils peuvent transporter à l’intérieur des cellules des macromolécules polaires qui, seules, ne sont pas capables d’y entrer. Cependant, leurs modes d’internalisation suscitent de nombreuses controverses. L’objectif principal de ce travail réside dans l’étude des mécanismes d’action de différents peptides basiques sur des membranes modèles et biologiques, en se focalisant sur le polymorphisme lipidique des membranes et les spécificités physico-chimiques des peptides. La pénétratine est capable de déformer profondément les bicouches lipidiques. A échelle microscopique, ces déstabilisations se traduisent par la formation d’invaginations tubulaires qui croissent à l’intérieur des vésicules géantes. A l’échelle moléculaire, la pénétratine génère une nouvelle phase lipidique qui s’apparente à des structures à forte courbure, semblables à des micelles inverses. Ces deux phénomènes se produisent uniquement sur des membranes en phase liquide désordonné, sans apport énergétique extérieur et sans altérer la perméabilité membranaire. Nous avons comparé les effets de six peptides basiques présentant des tailles, des densités de charge et des amphipaticités variés. Nous montrons que le degré de la perméabilisation membranaire induite par les peptides amphipatiques dépend à la fois, de la taille du peptide et aussi de la nature des résidus hydrophobes. Nous proposons enfin un modèle pour expliquer les différents comportements des peptides sur les membranes, en suggérant, l’existence d’une «endocytose physique» comme nouvelle voie d’entrée des peptides vecteurs basiques à l’intérieur des cellules

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Adrien, Vladimir. "Diffusion des lipides et interaction protéine-protéine dans des membranes modèles." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCB033.

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Abstract:

Les membranes biologiques, qui compartimentent les différents éléments du vivant, jouent un rôle essentiel dans les processus biologiques comme la signalisation, le transport, la transmission du message nerveux, etc. Envisagées comme des fluides à deux dimensions, l’étude de leurs propriétés physiques peut nous aider à comprendre certains mécanismes biologiques. Ce travail de thèse s’est intéressé à la mobilité des molécules au sein des membranes, et notamment à deux paramètres essentiels, la viscosité membranaire, et la diffusion latérale. Après avoir optimisé la technique de recouvrement de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) au microscope confocal, nous avons étudié la mobilité des molécules au sein de deux types de membranes modèles in vitro : la phase éponge d’un surfactant non-ionique (C12E5) et les vésicules géantes unilamellaires (GUVs) lipidiques. 1) La phase éponge (ou L3) : après avoir déterminé son diagramme de phase et montré que les protéines membranaires restent actives dans cette phase, nous avons mesuré la mobilité de protéines par recouvrement de fluorescence après photoblanchiment sur un motif à franges (FRAPP). Cela nous a permis d’obtenir les constantes d’association de protéines de la pompe d’efflux OprM-MexAB, impliquée dans la résistance aux antibiotiques de la bactérie Pseudomonas aeruginosa. Ces interactions dépendent très fortement du degré de confinement de chacune des protéines. 2) Les GUVs : après avoir développé une méthode simple de formation des GUVs, au sein desquelles les protéines membranaires restent actives, nous avons mesuré la diffusion des lipides par FRAP, et montré que dans certaines conditions, ils se déplacent en groupe, ce qui permet d’expliquer la diversité des résultats de la littérature. En mesurant la viscosité membranaire par imagerie microscopique du temps de vie de fluorescence (FLIM), nous avons également montré qu’elle ne se déduit pas nécessairement des modèles hydrodynamiques de diffusion Biological membranes, which divide the elements of life, are a key factor in biological processes such as signaling, transport, transmission of an nerve impulse, etc. Seen as two-dimensional fluids, the study of their physical properties could help us understand some unsolved biological mechanisms. This work focused on molecule mobility within membranes, and specifically on two essential parameters: membrane viscosity and lateral diffusion. After optimizing the Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) technique on confocal microscopes, we studied the mobility of molecules within two types of in vitro model membranes: the sponge phase made of a non-ionic surfactant (C12E5) and the giant unilamellar lipidic vesicles (GUVs). 1) Sponge phase (or L3) : after having established its phase diagram and shown that membrane proteins stay active in this phase, we measured protein mobility by Fluorescence Recovery After fringe Pattern Photobleaching (FRAPP). This allowed us to obtain the association constants of the proteins of the efflux pump OprM-MexAB involved in the resistance to antibiotics of the bacteria Pseudomonas aeruginosa. These interactions heavily depend on the degree of confinement of each protein. 2) GUVs : after having developed a simple method for the formation of GUVs, in which membrane proteins stay active, we measured the lipid diffusion by FRAP. We showed that, under certain conditions, they can move together, which explains the diversity of results in the literature. By measuring membrane viscosity by Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM), we also showed that viscosity should not be necessarily deduced from hydrodynamic diffusion models

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Etthakafy, Oumaima. "Hétérogénéité des membranes lipidiques et propriétés mécaniques : des bicouches modèles aux membranes des globules gras du lait." Thesis, Rennes, Agrocampus Ouest, 2017. http://www.theses.fr/2017NSARB299/document.

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Abstract:

Les globules gras du lait sont entourés d’une membrane biologique extrêmement complexe en composition et en structure, appelée MFGM (milk fat globule membrane). L’investigation de cette membrane, in situ dans le lait, par microscopie confocale nous suggère que les lipides polaires à haute température de transition de phase (Tm) forment des domaines en phase gel ou liquide ordonné, dispersés dans une phase continue fluide. Sur la base de cette observation, ce projet vise à comprendre en quoi la composition en lipides polaires laitiers et leur état de phase peuvent moduler les propriétés élastiques de la MFGM, en vue d’une meilleure maîtrise de la stabilité des globules gras en industrie laitière.L’hétérogénéité mécanique générée par la coexistence de différents types de phase a ainsi été caractérisée par spectroscopie de force AFM en utilisant des bicouches de lipides modèles de la membrane réelle, à basse (TTm). Pour analyser finement les déterminants de l’élasticité de la membrane, et tenir compte de la courbure, une étude approfondie des effets de l’état de phase et de la composition hétérogène en lipides polaires a été entreprise par spectroscopie de force atomique, en complément d’une analyse structurale par microscopie électronique ou diffraction des rayons X. Nous y avons montré, en particulier, que la présence de molécules de longueur de chaîne acyles et d’insaturation variables rend les membranes de sphingomyéline de lait en phase gel moins rigides qu’attendu, bien que significativement plus rigide qu’une membrane fluide. Cette approc The milk fat globules are enveloped by a biological membrane, called MFGM, of highly complex composition and structure. Investigation of this membrane, in situ in milk, using confocal microscopy suggested that polar lipids with high transition temperature (Tm) form domains in gel or liquid-ordered phase, dispersed in a continuous fluid phase. From this observation, the aim of this project was to understand how the composition and organization of dairy polar lipids can modulate the elastic properties of the MFGM, in order to better control stability of the fat globules in the dairy industry. The mechanical heterogeneity created by the coexistence of phases was then characterized by AFM force spectroscopy using lipid bilayers models at low (TTm).In order to closely analyze the factors that direct membrane elasticity, force spectroscopy measurements were undertaken on curved liposome membranes, in combination with structural characterization by TEM and SAXS. We showed, in particular, that heterogeneity in acyl chain length and unsaturation made gel-phase milk sphingomyelin membranes less rigid than expected, although more rigid than a fluid phase membrane. This approach was finally applied to native milk fat globules, where mechanical heterogeneity was visible. However, elasticity values were somewhat different from those calculated on model systems, probably because of the presence of membrane proteins

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Moreau, Céline. "Organisation des phospholipides des membranes plasmiques de muscle squelettique : etude par spectroscopie de rmn du phosphore*31 et microscopie electronique (doctorat : genie biologique et medical)." Rennes 1, 2000. http://www.theses.fr/2000REN1B049.

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Gagné, Ève. "Études spectroscopiques de l'interaction entre des membranes modèles et une hémoglobine tronquée." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30350/30350.pdf.

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Abstract:

Cette étude vise à approfondir les connaissances sur les interactions de trHbN, une hémoglobine tronquée de Mycobacterium tuberculosis (Mtb), avec des membranes lipidiques modèles. Cette protéine est responsable de la détoxification du NO en milieu granulomique chez Mtb et serait vitale à la survie en état stationnaire de la bactérie. Le dichroïsme circulaire, la spectroscopie infrarouge ainsi que la RMN à l’état solide du 31P ont été utilisés pour observer la conformation de trHbN dans les différents milieux ainsi que son effet sur les lipides. Dû à la controverse entourant la conformation et le rôle du segment N-terminal de trHbN, la protéine sauvage ainsi qu’une protéine mutante où le segment n’a pas été exprimé ont été étudiées. Les résultats suggèrent que la protéine serait située à l’interface des bicouches lipidiques et que le segment pré-A pourrait servir « d’ancre », empêchant la protéine sauvage de pénétrer trop profondément dans les membranes.

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Motta, Isabelle. "Interactions reciproques de la proteine de l'autophagie Gabarap et de membranes modèles." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSU0009/document.

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Abstract:

La macro-autophagie est un processus de dégradation intracellulaire qui impliquela formation d'une vésicule à double membranes, l'autophagosome, permettantla séquestration des molécules à dégrader. La formation de l'autophagosome dé-bute par la nucléation de membranes isolées dans le cytosol. Elle se poursuit parune phase de croissance de la membrane en forme de coupe. Dans l'étape _nale,l'autophagosome se referme en fusionnant par ses bords pour former la vésicule.La morphologie de l'autophagosome évolue donc durant sa formation. Certainesétudes montrent que cela est dû à l'implication de machineries protéiques. Indé-pendamment, d'autres recherches mettent en avant les rôles joués par les propriétésphysiques de la membrane.Dans mon travail de thèse, j'ai cherché à montrer un couplage entre l'activité d'uneprotéine impliquée dans l'autophagie et les caractéristiques physiques de la membrane.Cette protéine, nommée GABARAP, est considérée comme le marqueurde l'autophagosome car elle est la seule protéine, avec ses homologues, à s'ancrerspécifiquement sur sa membrane lors de sa formation. En incorporant GABARAPdans des vésicules géantes unilamellaires micromanipulées, j'ai pu montrer unein_uence de la composition et de la courbure de la membrane sur la distribution,l'oligomérisation et la dynamique de la protéine. Ensuite, j'ai mesuré une diminutiondu module de courbure de la membrane lorsque la protéine y était ancrée.Cette dernière étude m'a amenée à développer un modèle permettant de prédire ladistribution de la protéine sur une membrane possédant deux régions de courburesdiérentes. Enfin, j'ai déterminé la nature de l'interaction en trans de GABARAP Macro-autophagy is an intracellular degradation process that involves a doublemembrane vesicle, the autophagosome, to engulf a cargo. Its formation starts withthe nucleation of isolated membrane in the cytosol. Then the membrane growsas a cup-shape around the cargo to finally fuse at its edge and enclose the molecules to be degraded. Thus, the autophagosome morphology evolves during itsformation. Studies show that protein machineries support such shape changes. Independently, other researches point membrane physical properties roles during itsrearrangement.During my PhD, I investigated the coupling between the activity of one autophagyprotein and membranes physical characteristics. This protein, GABARAP,is considered as the autophagosome marker, because, with its homologs, it is theonly protein to be specifically anchored to its membrane during all its formation.The reconstitution of GABARAP in micromanipulated giant unilamellar vesicles(GUVs) allowed me to study the interplay between membrane characteristics andprotein behaviours. In a first part, I showed that membrane composition and curvature trigger specific distribution, oligomerization and dynamic of GABARAP.Then I measured a decrease of the membrane bending modulus when the proteinwas anchored. This last result led me to propose a model that predicts proteinsdistribution on membranes with two regions of diferent curvatures. Finally, I determined the nature of GABARAP / GABARAP trans interaction

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Walrant, Astrid. "Interactions entre peptides vecteurs et membranes modèles et biologiques : le cas de trois peptides synthétiques." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066422.

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Abstract:

Les peptides vecteurs traversent la membrane cellulaire. De nombreux mécanismes d’entrée sont envisagés et l’interaction entre le peptide et la membrane est une étape clé à considérer. Trois peptides ont été utilisés : RL9, RW9 et R9. RW9 et R9 sont internalisés dans les cellules CHO mais pas RL9. L’entrée de RL9, RW9 et R9 dans des vésicules a été quantifiée. RW9 entre dans des vésicules chargées négativement, contrairement à RL9 et R9. Pour comprendre ces différences, nous avons étudié les interactions de ces peptides avec des membranes modèles. La structure de RW9, RL9 et R9 en présence de vésicules lipidiques a été étudiée par dichroïsme circulaire et RMN. RW9, RL9 et R9 se lient à des vésicules chargées négativement avec une affinité de l’ordre du µM, ce qui a été mis en évidence grâce à l’ITC. L’insertion de RW9, RL9 et R9 dans des membranes modèles et le changement d’organisation dans la membrane a été étudié par DSC, monocouches et spectroscopie IR. La présence de charges négatives à la membrane déclenche l’interaction peptide/membrane. Les trois peptides peuvent s’insérer dans des membranes modèles, mais seul RW9 est capable de désorganiser la bicouche lipidique

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Labbé, Jean-François. "Études biophysiques d'un peptide amyloïde et de ses interactions avec des membranes modèles." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27344/27344.pdf.

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Berrod, Quentin. "Relation structure - transport dans des membranes et matériaux modèles pour pile à combustible." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00981913.

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Abstract:

L'optimisation des performances d'une pile à combustible (PEMFC) requiert la compréhension microscopique des mécanismes de transport de l'eau et du proton confinés au sein de la membrane électrolyte polymère. La membrane est un matériau nanostructuré chargé, caractérisé par une dynamique de l'eau et du proton complexe et multi-échelle étroitement corrélée à la morphologie confinante. Nous nous sommes intéressés à la relation structure - transport dans i) L'Aquivion, un ionomère perfluorosulfonique récent présentant de bonnes performances en pile, ii) des systèmes " modèles " auto-assemblés de tensioactifs perfluorés formant des phases lamellaires et hexagonales et iii) une nouvelle membrane hybride préparée par dopage en tensioactif. La nano-structuration des différents systèmes a été étudiée par diffusion de rayonnement (X et neutrons), pour caractériser l'évolution de la structure (géométrie de la matrice hôte, taille de confinement) avec l'hydratation. Ensuite, nous avons sondé la dynamique de l'eau à l'échelle moléculaire (de la picoseconde à la nanoseconde) par diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) et à l'échelle micrométrique par RMN à gradients de champs pulsés. La comparaison membranes commerciales / systèmes modèles permet de discuter l'impact de la connectivité, du confinement et de la géométrie sur le transport ionique. Enfin, des membranes hybrides à fort potentiel ont été obtenues par dopage du Nafion et de l'Aquivion avec des tensioactifs. Ces nouveaux matériaux ouvrent une voie prometteuse pour la préparation de membranes polymères fortement anisotropes avec des chemins de conduction préférentiellement orientés.

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Barnoud, Jonathan. "Interaction entre modèles de membranes biologiques et nanoparticules, une études par simulation moléculaire." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077260.

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Abstract:

Les membranes biologiques jouent un rôle crucial pour les cellules. Elles constituent leurs barrières externes et internes. Ces membranes régulent les flux de matière, d'information et d'énergie au sein des cellules. Les fonctions d'une membrane sont intimement liées à sa composition, altérer de cette composition peut altérer les fonctions membranaires. Un tel changement de composition peut être du à l'ajout de molécules exogènes, tels des médicaments ou des polluants. L'effet de ces molécules sur les membranes n'est pas toujours compris. De plus, l'environnement chimique d'une molécule affecte son comportement ; ainsi, une membrane lipidique affecte les molécules exogènes qui y sont intégrées. Les détails moléculaires de ce phénomène restent méconnus. Ici, j'ai utilisé des simulations de dynamique moléculaire pour étudier l'effet de nanoparticules de carbone sur des modèles membranaires, ainsi que l'effet des membranes sur les nanoparticules. Je montre que des nanoparticules de polystyrène altèrent des propriétés membranaires, notamment l'organisation latérale des lipides. Cette organisation est affectée par d'autres molécules hydrophobes dont le fullerene C60. Cet effet dépend des molécules en jeu : les molécules aromatiques stabilisent la séparation des lipides tandis que les molécules aliphatiques mélangent les lipides. Je montre aussi que le fullerene C60 déstabilise le surfactant pulmonaire. Dans un second temps, je montre que les membranes lipidiques affectent la dimérisation de peptides transmembranaires ; puis je caractérise comment le fullerene C60 tend moins à s'agréger dans une membrane lipidique que dans des alcanes pourtant similaires chimiquement Biological membranes have a crucial role in cells as they form their outer boundary with the plasma membrane, but also the inner boundaries as they border the organelles. Membranes regulate the flow of matter, information, and energy in all cell compartments. A membrane functions are tightly attached to its composition, so alterations of a membrane composition can alter the membrane function. Such change in composition can be due to the addition of exogenous molecules as drugs or pollutants. How these exogenous molecules alter membrane properties is not always known nor understood. In addition, the chemical environment of a molecule affects the its behavior; therefore, exogenous molecules embedded in a lipid membrane can be affected by the membrane. The molecular details of this effect on small molecules are not fully understood. In this thesis, I used molecular dynamics simulations to investigate the effect of carbon nanoparticules on the properties of membrane models, and the effect of these membranes on nanoparticules. I showed that polystyrene nanoparticules alter some membrane properties, especially the lipid lateral organization. Other hydrophobie molecules affect lipid lateral organization. This effect depends on the molecule: aromatic molecules, including C60 fullerene, stabilize the separation of the lipids; on the contrary, aliphatic molecules mix the lipids. C60 fullerene also destabilize lung surfactant. I investigated the effect of membrane properties on the dimerization of transmembrane peptides. Finally I characterized how C60 fullerene aggregate less in a lipid membrane than in chemically similar bulk alkanes

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Douliez, Jean-Paul. "Propriétés dynamiques et conformationnelles des chaines alphatiques des phospholipides dans les membranes modèles." Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10586.

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Abstract:

Les chaines aliphatiques des phospholipides sont d'excellents temoins de l'activite membranaire. Leurs proprietes dynamiques et conformationnelles refletent la presence de constituants rigidifiant la membrane ou au contraire la fluidifiant. Nous proposons un nouveau concept de parametre d'ordre des liaisons carbone-carbone. En parallele avec un modele conformationnel complet decrivant les isomerisations, nous pouvons directement calculer a partir d'un spectre de rmn du deuterium la probabilite de defauts gauche, kink et jog, l'orientation du debut des chaines ainsi que les epaisseurs hydrophobes. Une expression simple est finalement proposee pour calculer les temps de relaxation t1z et t1q donnant acces aux temps de correlation des mouvements

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Mangavel, Cécile. "Peptides amphiphiles hélicogènes : comportement en solution aqueuse et interaction avec des membranes modèles." Orléans, 1996. http://www.theses.fr/1996ORLE2043.

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Abstract:

Les interactions entre peptides amphiphiles helicogenes et membranes jouent un role fondamental dans de nombreux mecanismes biologiques. D'une grande diversite de sequences primaires, ces peptides possedent la propriete commune d'adopter une structure secondaire d'helice alpha en presence de membranes. Il semble donc que ce soit cette structure secondaire qui gouverne reellement l'interaction membranaire. Au cours de ce travail, nous nous sommes interesses a des peptides modeles dont les sequences primaires alternent residus hydrophiles et hydrophobes afin de favoriser la formation d'helices alpha amphiphiles. Nous avons d'abord etudie la conformation des peptides en solution aqueuse. Majoritairement sous forme desordonnee dans l'eau pure, ils se structurent en helices alpha en solution saline, en raison de l'effet d'ecran du aux anions. Ces helices sont regroupees en agregats dont la cohesion est assuree par des interactions hydrophobes. A l'aide de la modelisation moleculaire, nous avons pu construire un modele pour ces structures, qui comprendraient entre 6 et 8 monomeres. Une etude cinetique a permis de proposer un mecanisme de formation des agregats. Nous nous sommes ensuite interesses a l'interaction peptides / vesicules phospholipidiques. Nous avons montre que ces peptides s'inserent dans la membrane sous forme d'helices alpha: cette insertion fait intervenir une attraction electrostatique ainsi qu'une interaction hydrophobe. Les helices sont alors monomeriques et orientees parallelement a la surface membranaire. En particulier, il faut noter que les complexes induits par la force ionique se dissocient en presence de membranes pour permettre l'insertion monomerique des helices dans la bicouche. Toutefois, l'insertion de l'helice provoque une importante perturbation des chaines phospholipidiques, les differentes molecules de phospholipides ancrees sur les residus lysine ne se trouvant pas dans un plan horizontal: il est donc impossible de definir precisement une profondeur d'insertion du peptide. Le nombre de phospholipides interagissant avec une helice serait de 25 environ

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Etienne, François. "Etude du cardiolipide dans des membranes biologiques modèles : vésicules et monocouches de phosphatidylcholine." Paris 5, 2005. http://www.theses.fr/2005PA05S004.

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Le cardiolipide se situe dans la membrane interne des mitochondries où les phosphatidylcholines sont majoritaires. Nous avons déterminé son influence sur des membranes modèles, monocouches de Langmuir et vésicules multilamellaires, constituées de dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC). Ces deux phospholipides sont miscibles dans les films mixtes, lorsque la composition de la sous-phase est proche des conditions physiologiques. Le cardiolipide structure la monocouche de DPPC et modifie la contrainte stérique qui régit l'arrangement de ce phospholipide sous forme de bicouches. Les modifications induites par sa présence dans les membranes modèles sont liées à son polymorphisme et à la nature anionique acide de sa tête ; ces deux paramètres sont corrélés et essentiels à sa miscibilité avec le DPPC Cardiolipin is located in the inner mitochondrial membrane where phosphatidylcholines are in the majority. We determined the influence of cardiolipin on model phospholipidic membranes, Langmuir monolayers and multilamellar vesicles, made up of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC). These two phospholipids are miscible in mixed films, when the composition of the sub-phase is close to physiological conditions. Cardiolipin structures the monolayer and modifies the steric constraint which rules the stacking of this phospholipid in the form of bilayers. The modifications induced by the presence of the cardiolipin in model membranes are related to its polymorphism and the acid anionic nature of its head; the two parameters are correlated and essential to its miscibility with DPPC

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Lefevre, Thierry. "Etude de membranes modèles : application à la vitamine E et à la troxérutine." Paris 5, 1997. http://www.theses.fr/1997PA05S021.

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Abstract:

Des liposomes multilamellaires, constitues de lipides a chaines saturées et/ou insaturées, et d'eau, ont été analyses par spectrométrie de vibration et analyse enthalpique différentielle. Des molécules invitées y ont été incorporées, et leurs effets interprétés. Il s'agit de la vitamine e et de la troxerutine, deux molécules potentiellement actives contre le diabète lorsqu’elles sont utilisées de façon synergique. Pour la première fois à notre connaissance, il a été détecté sur des lipides mixtes saturés/mono-insaturés ou sur des lipides doublement mono-insaturés, des conformations différentes qui impliquent des rotations autour des liaisons c-c jouxtant la double liaison c=c. Une comparaison avec l'acide oléique a été réalisée. La conformation stable est différente selon la position de la chaine mono-insaturée du lipide sur le squelette glycérol. Le lipide mixte oppc (1-oleoyl-2-palmitoyl-3-phosphatidylcholine) montre un changement de conformation thermotrope. Ces systèmes lipidiques présentent lors du refroidissement une transition de phase à basse température (40\c), la transition subzero, qui suit la cristallisation habituelle de l'eau. Cette transition a été caractérisée dans le cas du dppc (1,2-dipalmitoyl-3-phosphatidylcholine). Elle semble impliquer la cristallisation de l'eau interstitielle. Une interdépendance entre les deux cristallisations est suggérée. L'enthalpie de la transition subzero est plus faible pour l’oppc. Au sein des membranes, la vitamine e se place parallèlement aux lipides, le noyau hydroxychromane près de la zone interfaciale, comme le montre les modifications subies par les vibrations d'élongation des groupements carbonyle. La phase gel des phospholipides est désorganisée par la présence de vitamine e, tandis que la phase fluide ne semble pas affectée. La vitamine e exerce peu d'influence sur l'ordre des membranes. La troxerutine, elle, n'a pas d'interaction directe ou indirecte avec les lipides étudiés au sein des multicouches. Cette molécule hydrophile n'influence que la cristallisation de l'eau. Elle modifie de façon importante les films de langmuir de dppc.

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Gaillard, Soizick. "Etude de l'action de l'halothane et du dantrolène sur des membranes modèles et des membranes purifiées de reticulum sarcoplasmique : application à l'hyperthermie maligne." Bordeaux 1, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR10597.

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Abstract:

Le mecanisme d'action de l'halothane et du dantrolene a ete etudie sur des membranes modeles et de reticulum sarcoplasmique par analyse enthalpique differentielle, resonance magnetique nucleaire 31p et microscopie electronique afin de caracteriser des differences de comportement entre les membranes de porcs hyperthermiques et les membranes de porcs normaux. Les resultats montrent, sur les membranes modeles, que l'action de l'halothane depend de sa concentration, de la phase (gel ou fluide) dans laquelle sont engages les phospholipides et de la longueur des chaines d'acide gras. Le dantrolene sur les phospholipides ne destabilise pas la bicouche lipidique et ne semble pas interagir directement avec l'halothane. En revanche, son action sur les systemes ternaires (halothane-dantrolene-dppc) est tres importante: il inhibe l'effet de l'halothane. Sur les membranes de reticulum sarcoplasmique, l'halothane a une action en deux temps suivant sa concentration. Les membranes de reticulum sarcoplasmique des porcs hyperthermiques sont legerement plus sensibles a l'halothane que celles des porcs normaux. Ces resultats sont en accord avec l'hypothese qu'un defaut membranaire generalise est le site primaire du syndrome d'hyperthermie maligne. Le dantrolene semble interagir avec la membrane au niveau de la matrice lipidique et il inbibe les desorganisations induites par l'halothane

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Djaoudi, Amirouche. "Séparation de solutions peptidiques modèles par électrodialyse avec membranes d'ultrafiltration." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10164/document.

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Abstract:

L’électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration (EDUF) est une technique de séparation innovante, particulièrement performante pour le fractionnement sélectif de peptides bioactifs à partir d’hydrolysats enzymatiques. Cependant, les mécanismes de séparation des peptides en EDUF n’ont pas été parfaitement élucidés en raison du caractère complexe des mélanges utilisés. L’objectif de ce travail de thèse était d’étudier la séparation de mélanges peptidiques modèles afin d’identifier les mécanismes régissant la séparation de peptides. Deux peptides synthétiques anionique et cationique ont été sélectionnés. Avant leur séparation par électrodialyse, les deux peptides ont été caractérisés en termes de mobilité électrophorétique, ce qui nous a permis de définir des conditions optimales de migration. Les résultats de séparation de solutions simples puis de mélanges montrent que, dans les conditions opératoires utilisées, les phénomènes limitant le transfert des deux peptides en EDUF sont essentiellement dus à la dissociation de l’eau dans le cas du peptide anionique et au colmatage membranaire dans kjkle cas du peptide cationique. Un ajout de KCl a été effectué dans le but d’augmenter la conductivité du système. Ceci a permis de ralentir la dissociation de l’eau et par conséquent de restaurer le flux initial du peptide anionique. En revanche, l’ajout de KCl n’a pas eu d’effet sur la migration du peptide cationique. Un colmatage important de la membrane échangeuse de cations au cours de l’électrodialyse par ce dernier explique ce phénomène. L’étude confirme par ailleurs que le transfert peptidique dans ce procédé est régi essentiellement par électromigration Electrodialysis with ultrafiltration membranes (EDUF) is an innovative and performant separation technique, particularly used for the selective bioactive peptide fractionation from enzymatic hydrolysates. However, considering the solution mixture complexity used, the peptide separation mechanisms in EDUF process remain unclear. The purpose of this thesis was to study a peptides models mixture separation in order to identify the peptides separation mechanisms in EDUF process. Both anionic and cationic synthetic peptides were selected. First, the anionic and cationic peptides were characterized in terms of electrophoretic mobility. For both peptides, electrophoretic mobility was measured in order to define the optimal conditions for their migration. Furthermore, peptide electrodialytic separation results have showed, under the operating conditions used, the important role played by water dissociation on anionic peptide and membrane fouling on cationic peptide electromigration. KCl addition was performed in order to increase the system conductivity and to slow down water splitting, which led to a restore of the anionic peptide initial flux. In contrast, the water dissociation did not affect the cationic peptide electromigration. An important cation exchange membrane fouling caused by the cationic peptide explain this phenomena. The study also confirms that the peptide transfer in EDUF is mainly governed by electromigration

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Noël, Mathieu. "Étude des interactions entre des peptides cationiques et des membranes modèles par spectroscopie RMN et infrarouge." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27401/27401.pdf.

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Rossi, Claire. "Construction et validation de modèles membranaires biomimétiques supportés pour l'étude des interactions protéines/membranes." Compiègne, 2005. http://www.theses.fr/2005COMP1611.

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Abstract:

L'objectif de ces travaux est de développer des membranes biomimétiques facilitant les études des interactions protéines-membranes. Ces systèmes membranaires artificiels sont assemblés et ancrés sur des substrats solides afin de permettre l'application de mesures physico-chimiques (SPR, FRAP, AFM). Afin de réaliser des membranes biologiques synthétiques couplées au support et délimitant deux compartiments distincts (cis/in et trans/out), notre approche consiste à coupler de façon covalente une bicouche de lipides à une surface plane (or, verre, etc. ) préalablement activée, par l'intermédiaire de lipides fonctionnalisés incorporés directement dans des vésicules lipidiques. Une étude par plan d'expérience Doehlert a permis de contrôler la formation de ces bicouches supportées. Ces membranes biomimétiques ont été appliquées à l'étude des interactions calcium-dépendantes de deux protéines : la neurocalcine myristoylée et la toxine Adénylate cyclase de Bordetella pertussis Our aim is to develop biomimetic membrane systems for protein-membrane interactions studies. These artificial membrane systems are assembled and anchored on solid substrates in order to allow the application of physicochemical measurements (SPR, FRAP, AFM). Ln order to create tethered lipid membrane, which delimit two distinct compartments (cis/in and trans/out), the selected approach is to anchor a lipid bilayer on a functionalized planar surface : (gold, glass, etc. ) in a covalent way, via functionalized lipids which are directly incorporated in lipids vesic1es. A experimental design Doelhert study allowed us to control the formation way of these tethered lipid bilayers. These biomimetic membranes were applied to the study of the calcium-dependent interactions on two proteins: the Myr-neurocalcine, a myristoyled protein and a bacterial toxin, the Adenylate cyc1ase of Bordetella pertussis

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El, Khabbaze Hatim. "Traitement de solutions modèles du lait par des membranes de nanofiltration et d’osmose inverse." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S009.

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Abstract:

Les diminutions de flux de membranes d’osmose inverse et de nanofiltration dépendent de l’augmentation de la pression osmotique et/ou du colmatage. Pour comparer leur contribution relative on introduit les pertes de flux ≜Josm et ≜Jf. Lors de la filtration de lactosérum, de lait écrémé et de solutions modèles (ultrafiltrat lait, protéines solubles) les pertes ≜Josm sont supérieures à ≜Jf (colmatage) à des pressions ≤ 15 bar lorsque le flux limite de l’osmose inverse est atteint (20-25 bar) ; en nanofiltration, le facteur est de 2 fois au minimum. De plus en mode concentration continue, en raison d’une polarisation de concentration (convection) plus forte de la membrane de nanofiltration la pression osmotique à la paroi devient supérieure à celle de l’osmose inverse. Ces éléments permettront la gestion du procédé de concentration pour éviter notamment la précipitation du lactose dans la couche limite à la paroi de la membrane Flux decline of reverse osmosis and nanofiltration membranes depend on increase of osmotic pressure and/or fouling. In order to compare their relative roles, flux declines ≜Josm et ≜Jf. Were proposed. Runs with whey, skimmed milk and model solutions (milk ultrafiltrate, soluble proteins) show that flux losses ≜Josm were higher than ≜Jf (fouling) at pressures ≤ 15 bar or equal when reverse osmosis limiting flux was reached (20-25 bar) ; for nanofiltration, this ratio was 2 fold at least. Moreover, in continuous concentration mode, osmotic pressure at the nanofiltration membrane wall became higher than that of reverse osmosis due to an enhanced concentration polarisation (convection). These effects should permit a better process prediction with a prevention of lactose precipitation at the membrane wall

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Sautrey, Guillaume. "Composés macrocycliques bioactifs : synthèse et étude de leurs interactions avec des membranes biologiques modèles." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10101/document.

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Abstract:

Le travail suivant est consacré d'une part à l'emploi du calix[4]arène comme une plate-forme organisatrice de principes actifs pour la conception de nouvelles prodrogues. Ce concept a été développé avec des substances antibactériennes ou antivirales, choisies comme modèles. Les conjugués calixarène - anti-infectieux ainsi synthétisés sont amphiphiles et insolubles dans l'eau. Leur comportement interfacial a été étudié via l'interface eau-air, mime d'une interface hydrophile-hydrophobe physiologique, à l'aide de la technique des films monomoléculaires de Langmuir. Nos résultats indiquent que ces prodrogues étalées à l'interface eau-air peuvent libérer leurs principes actifs dans la sous-phase. La méthodologie développée pour ces études de réactivité interfaciale pourrait à l'avenir être appliquée à d'autres prodrogues à base de calix[4]arène. Un second projet a concerné le trifluoroacétate de tétra-p-(guanidinoéthyl)-calix[4]arène (CX1). Ce composé présente des propriétés antibactériennes à large spectre, couplées à une faible toxicité cellulaire. Nos travaux ont visé à mieux comprendre son mode d'action, lié à une perturbation des parois bactériennes, par une approche physico-chimique. La technique de Langmuir a donc été employée afin d'étudier les interactions entre le CX1 et des films monomoléculaires de phospholipides étalés à l'interface eau-air, utilisés comme modèles de membrane bactérienne. Nos résultats nous ont permis de proposer un mode d'organisation des membranes bactériennes sous l'influence du CX1. Nous avons ainsi apporté des précisions sur son mécanisme d'action qui pourraient être utiles dans le développement de nouveaux calixarènes antibactériens This work begins with utilization of the calix[4]arene macrocycle as organizing platform of anti-infectious molecules shaped as prodrug. The concept has been explored using antibacterial (nalidixic acid) and antiviral (aciclovir, ganciclovir) molecules, chosen as models. The calixarene - anti-infectious conjugates synthesized have amphiphilic structure and are insoluble in aqueous media. Their interfacial behavior was studied via the air-water interface, considered as mimic of biological hydrophilic-hydrophobic interfaces, using Langmuir monolayers technique. Our results indicate that calixarene-based prodrugs spread at the air-water interface are able to release anti-infectious molecules into the subphase. The original methodology employed for interfacial reactivity studies could be applied to further calixarene-based prodrugs. A second project concerns the trifluoroacetate salt of tetra-p-(guanidinoethyl)-calix[4]arene (CX1). CX1 is antibacterial, active against various Gram-positive and Gram-negative bacteria, with low eukaryotic cell toxicity. The aim of our work was to get more insight in the mechanism of action of CX1, involving bacterial wall disruption, by a physico-chemical approach. The Langmuir monolayers technique was employed in order to study interactions between CX1 and phospholipid monolayers spread at the air-water interface, used as models of bacterial membranes. Our results led us to propose a particular reorganization mode of bacterial membranes upon interactions with CX1. This proposal gives more understanding in the mechanism of biological activity of CX1, and could be helpful in developing new antibacterial calixarene derivatives

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Stachura, Slawomir. "Processus de diffusion dans des membranes biologiques étudiés par simulation moléculaire et modèles analytiques." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066239/document.

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Abstract:

De nombreuses études récentes, expérimentales et in-silico, montrent que la diffusion latérale des molécules dans des membranes biologiques présentent des anomalies, dans le sens que les déplacements carré moyen moléculaires évoluent de façon sublinéaire au lieu de linéaire avec le temps. Mathématiquement, ce type de diffusion peut être modélisé par des équations de diffusion généralisées, dans lesquelles une dérivée fractionnaire du temps s'ajoute à l'équation de diffusion normale correspondante. Le but de cette thèse est d'obtenir un aperçu plus physique des processus de diffusion dans des membranes biologiques. A cet effet, des simulations de dynamique moléculaire d'une bicouche lipidique POPC sont analysées en utilisant les concepts de la physique statistique des liquides. La queue aux temps longs de la fonction d'autocorrélation de vitesses des centres de masse, qui reflète le régime de diffusion des molécules en question, est mise en relation avec leur dynamique aux basses fréquences et avec la structure dynamique autour de chaque molécule. La dernière est caractérisée par la fonction de corrélation de paires dynamique de van Hove pour leurs centres de masse. Il est en particulier montré que la première couche de voisins d'une molécule lipidique qui diffuse ne se désintègre que très lentement avec t !, où 0 < ! < 1. Ce résultat est en accord avec l'observation faite par d'autres auteurs, que les molécules dans une bicouche lipidique ont la tendance de se déplacer d'une manière concertée. Afin d'évaluer l'impact du champ de force sur la nature des processus de diffusion observés, la bicouche lipidique POPC a été simulée avec le champ de force tout atome OPLS et avec le champ de force à gros grains MARTINI. Dans le second, quatre atomes lourds forment un seul grain. Dans les deux cas, on observe une sous-diffusion latérale, avec des exposants similaires, mais la diffusion des lipides obtenue avec le champ de force à gros grains est d'environ trois fois plus rapide et elle apparaît aussi plus rapide que dans des expériences correspondantes. Ce résultat est confirmé par la dynamique des molécules POPC à basse fréquence et par la structure dynamique de leur environnement local Various recent experimental and simulation studies show that the lateral diffusion of molecules in biological membranes exhibits anomalies, in the sense that the molecular mean square displacements increase sub-linearily instead of linearly with time. Mathematically, such diffusion processes can be modeled by generalized diffusion equations which involve an additional fractional time derivative compared to the corresponding normal counterpart. The aim of this thesis is to gain some more physical insight into the lateral diffusion processes in biological membranes. For this purpose, molecular dynamics simulations of a lipid POPC bilayer are analyzed by employing concepts from the statistical physics of liquids. The long-time tail of the center-of-mass velocity autocorrelation function, which reflects the diffusional regime of the molecules under consideration, is related to their low-frequency dynamics and to the dynamical structure around each molecule. The latter is studied in terms of the time dependent van Hove pair correlation function for their centers-of-mass. It is in particular demonstrated that the first shell of neighbors of a diffusing lipid molecule decays very slowly with t^(-beta), with 0 < beta < 1. This finding is in agreement with the observation that lipid molecules tend to form collective flow patterns, which has been recently reported by other authors. In order to evaluate the impact of the molecular dynamics force field on the nature of the observed diffusion process, the POPC bilayer was simulated with the OPLS all atom force field and with the coarse-grained MARTINI force field. In the latter, four heavy atoms are combined into one bead. In both cases lateral sub-diffusion with similar exponents is observed, but the diffusional motion obtained with the coarse grained force field is about three times faster and appears also to be faster than in experiments. This result is reflected in the low-fequency dynamics of the POPC molecules and in the dynamical structure of their local environment

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Girardot, Nadège. "Membranes cellulaires et externalisation du peptide Aβ dans la maladie d'Alzheimer et ses modèles transgéniques, aspects morphologiques". Paris 5, 2005. http://www.theses.fr/2005PA05N35S.

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Abstract:

Le peptide Aβ est issu du clivage de l'APP, localisé dans des domaines spécialisés de la membrane plasmique appelés "radeaux lipidiques". Les mécanismes qui permettent son externalisation restent mal connus. Notre objectif a été de les mettre en évidence dans la maladie d'Alzheimer et ses modèles transgéniques en utilisant des marqueurs des radeaux lipidiques comme la flotiline-1 et le ganglioside GM1. Chez la souris APPxPS1 nous avons observé une production du peptide Aβ intracellulaire dans les corps multivésiculaires. L'analyse de la distribution de la flotiline-1 a révélé qu'elle s'accumulait sous forme de granules, dans les neurones qui contenaient une DNF. Le ganglioside GM1 s'accumule à la périphérie des plaques séniles dans des prolongements dystrophiques APP positifs. Dans les cellules SH-SY5Y transfectées avec l'APP muté, une colocalisation entre GM1 et Aβ mais aussi avec le fragment C99 de l4APP ont observé à la membrane. Cette interaction membranaire semble être nécessaire à l'externalisation du peptide Aβ puisque l'inhibition de la synthèse du GM1 provoquée. . Aβ peptide results from the cleavage of the APP, localised in cholesterol enriched domains of the plasma membrane called "lipid rafts". The mechanisms which allow its externalisation remain badly known. Our objective was to highlight them in Alzheimer disease of and its transgenic models by using markers of the lipid rafts like flotillin-1 and GM1 ganglioside. In APPxPS1 mice we observed a intracellular production of Aβ peptide in multivesicular bodies. The analysis of the distribution of flotilin-1 revealed that it accumulated in granules, in the soma of neurons which contained a DNF. Ganglioside GM1 accumulates in the periphery of the senile plaques in APP dystrophic neurites. In SH-SY5Y cells transfected with mutated APP, a colocalisation between GM1 and Aβ but also with the C99 fragment of APP were observed into the membrane. This membrane interaction seems to be necessary to the externalisation of Aβ peptide since the inhibition of the GM1.

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Jaime, Ferrer Jesus Salvador. "Conversion du formiate de sodium en acide formique et hydroxyde de sodium par procédés électromembranaires : rôle de la diffusion à travers les membranes et modélisation de l'électrodialyse à membranes bipolaires." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1107.

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Abstract:

Dans ce travail l'électrodialyse conventionnelle (EDC) a été utilisée pour concentrer une solution diluée de formiate de sodium jusqu'à une concentration de 2 mol L-1. Puis, l'électrodialyse à membranes bipolaires (EDMB) a été proposée pour régénérer l'acide formiqueet l'hydroxyde de sodium à partir de la solution de formiate de sodium concentrée. L'influence des différents paramètres opératoires sur les performances de l'EDMB, tels que les concentrations initiales et la densité de courant, a été étudiée pour deux configurations: à deux compartiments avec une membrane échangeuse de cations (MEC) et à trois compartiments avec une MEC et une membrane échangeuse d'anions (MEA). Il a été démontré que la diffusion de l'acide formique et la fuite de OH- sont les phénomènes principaux qui limitent le rendement faradique et la pureté des solutions obtenues. Une cellule Electrocell AB a permis d'étudier la diffusion à travers différentes membranes commerciales. L'influence des paramètres suivants sur la diffusion a été étudiée: concentrations de l'acide formique, du formiate de sodium et de la soude, température, nature des membranes. Ces études ont permis de comparer les performances entre les différentes membranes commerciales. Les essais de diffusion ont été comparés aux experiences sur un pilote. Un modèle prédictif basé sur les bilans de matière a été proposé et validé à l'echelle pilote pour l'EDMB à deux et à trois compartiments. Il permet de prévoir l'évolution des différentes espèces ainsi que le rendement faradique attendu à partir des concentrations initiales, de la densité de courant et de la température In this work the conventionally electrodialysis (CED) was used to concentrate a dilute solution of sodium formate up to a concentration of2 mol L-1. Then, the bipolar membrane electrodialysis (BMED) has been proposed to regenerate formic acid and sodium hydroxide from the concentrated sodium formate solution. The influence of various operating parameters on the performance of the BMED, such as initial concentrations and current density, was studied for two configurations: two compartments with a cation-exchange membrane (CEM) and three compartments with a CEM and anion-exchange membrane (AEM). Il has been shown that the diffusion of formic acid and leakage of OH- are the main phenomena that limit the current efficiency and purity of obtained solutions. A small cell (Electrocell AB) was used to study the diffusion through various commercial membranes. The influence of parameters on the diffusion has been studied: the concentration of formic acid, sodium formate and sodium hydroxide, temperature, mature of membranes. These studies compare the performance between the differents commercial membranes. The diffusion tests were compared to pilote experiments. A predictivemodel based on mass balance was proposed and validated at pilot scale for two and three compartments BMED. It allows to predict the evolution of different species and current efficiency expected from the initial concentrations, the current density and temperature

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Fierro-Pastrana, Reyna-Carmen. "Etude de l'architecture moléculaire de la membrane plasmique et des membranes acrosomiques du spermatozoïde humain : leurs modifications au cours des phénomènes de capacitation et de la réaction acrosomique." Nancy 1, 1997. https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01747360.

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Ce travail a été mené en utilisant la technique de cytofluorométrie et la technique de microscopie électronique. La première partie met en évidence la localisation des résidus N-Acétylglucosamine au niveau de la membrane plasmique, galactose au niveau de la membrane externe de l'acrosome, et mannose et fucose au niveau de la membrane interne de l'acrosome. On a mis au point une technique de triple marquage en utilisant simultanément trois fluorochromes différents (iodure de propidium, GB24 et lectine). Ces résultats ouvrent une orientation vers des applications pratiques pour l'exploration des qualités fonctionnelles du sperme dans le cadre des études des hypofertilités et des indications cliniques des techniques d'assistance médicale à la procréation. La deuxième partie du travail aborde l'étude de l'influence des cytokines sur la fécondance du sperme. Les résultats montrent qu'il existe chez l'homme des corrélations entre la fixation de certaines cytokines sur les spermatozoïdes et des altérations du spermogramme (nombre, mobilité et formes immatures des spermatozoïdes). Les données obtenues permettent une meilleure connaissance des relations cytokine-spermatozoïde et d'envisager des applications à l'exploration de la fécondance du sperme et de ses mécanismes.

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Louhaichi, Mohamed Radhouan. "Synthèse et caractérisation de membranes modèles en polyamide formées par polycondensation interfaciale : Etude du transfert de matières à travers la membrane." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13020.

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Pour mieux comprendre les mécanismes de formation des membranes en polyamide formées par polycondensation interfaciale, nous avons synthétisé des membranes modèles facilement manipulables et caractérisables. Quatre montages spécifiques ont été élaborés pour la synthèse de ces membranes Les films plans minces : ils mettent en évidence l'aspect microscopique nodulaire de la membrane. Grâce à leur planéité, la structure et la topographie de ces films ont été caractérisées à la fois par microscopie à force atomique et par microscopie électronique à balayage afin de déterminer le mécanisme de précipitation du polyamide Les films plans épais : ils mettent en évidence l'aspect macroscopique alvéolaire de la membrane. Ils sont synthétisés dans le but de réaliser une corrélation entre les caractéristiques et les propriétés de perméabilité de la membrane Les millicapsules témoins : elles sont facilement manipulables à l'unité (diamètre moyen compris entre 1 et 5 mm). Elles ne renferment pas de principe actif à leur intérieur et elles présentent l'avantage de pouvoir être synthétisées en présence ou en absence totale de tensioactif Les millicapsules complexantes : elles renferment de l'acide polyacrylique qui possède de bonnes propriétés extractantes vis-à-vis des cations métalliques. Elles ont été synthétisées en utilisant un processus original qui combine deux techniques de polymérisation : la polycondensation interfaciale pour former la capsule et la polymérisation radicalaire in situ pour obtenir un gel d'acide polyacrylique en capsulé. Ces capsules servent de modèles pour les microcapsules complexantes (diamètre de l'ordre du micron) appliquées dans la séparation des ions. Ces études nous ont permis de cerner et de maîtriser l'influence de nombreux paramètres de synthèse (nature et concentration du tensioactif, concentration des monomères, taux de réticulation, nature du capteur d'acide, pH de la phase aqueuse, nature et vitesse d'agitation, température, etc. ) sur les mécanismes de formation de ces membranes, sur leurs caractéristiques, sur leurs structures, aussi bien macroscopique (alvéoles) que microscopique (nodules) ainsi que sur leur perméabilité Several polyamide model membranes are synthesized by interfacial polycondensation in order to better understanding the formation mechanisms of the membrane. Four processes are developed in order to obtain several kinds of membranesThin films: the granular structure of these films is observed by atomic force microscopy (AFM) and by scanning electronic microscopy (SEM) in order to determinate the mechanism of polyamide precipitation Thick films: the study of these films has determinated the alveolar structure of these membranes. The permeability of these films is determinated in order to correlate their characteristics with their proprieties Millicapsules: these capsules are easier handling (diameter between 1 and 5 mm). They are synthesized with or without surfactant Complexing millicapsules: these capsules contain a polyacrylic acid gel as extractant agent were synthesized by combining two techniques of polymerization: The polycondensation interfacial to synthesis the membrane of millicapsules and the radical polymerization of the millicapsules core acrylic acid to obtain an encapsulated polyacrylic acid gel. These capsules are used a model for complexing microcapsules (diameter between 1 and 20 mm) serving for the extraction of various metal cations. In this study, we have determinated the influence of several parameters on the formation mechanism's of all these membranes, on their characteristics, on their microscopic and macroscopic structures and on their permeability, such as the surfactant's nature and concentration, the monomer's concentration, the percentage of crosslink, the acceptor acid's nature, the pH of the aqueous phase, the agitation's nature and rate, the temperature, etc

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Bennouna, Mohammed. "Etude du mode d'interaction moléculaire de la chlorpromazine et de l'imipramine avec les membranes lipidiques modèles." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1992. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212898.

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Zhu, Haochen. "Multiscale modelling of transfer mechanisms through nanofiltration membranes." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S070.

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Abstract:

Although nanofiltration (NF) has attracted increasing attention over the recent years, its current industrial applications are still limited compared to the great potentialities of this clean process. The major reason is that the physical phenomena involved in separation at the nanoscale are still poorly understood and the relative success of current NF models can be attributed in large part to the fact that key properties of membranes (like their surface charge density) and confined fluids (like the dielectric constant of the solution in the membrane pores) are most often fitting parameters that have only limited correspondence to reality. The aim of this thesis work was to improve the understanding of ion-transfer mechanisms through NF membranes. A model coupling the hydrodynamics of the system with fluid / material interactions was developed. It was shown that the inhomogeneous distribution of the surface charges inside the skin layer of a membrane significantly affects the transport of ions and the rejection capacities of the membrane material. In order to investigate the effect of confinement on the physical properties of aqueous solutions, molecular dynamics simulations of electrolyte solutions confined in a model silica nanopore were performed. The simulations revealed a structuration of the fluid in the neighbourhood of the pore surface, a significant decrease in diffusion coefficients and a strong modification of the dielectric properties of ionic solutions that can lead to either repulsive or attractive Born effects depending on the nature of ions Malgré l'intérêt croissant porté ces dernières années à la nanofiltration (NF), ses applications industrielles restent limitées par rapport aux potentialités de ce procédé propre. La principale raison est que les phénomènes physiques impliqués dans des séparations à l’échelle nanométriques restent mal compris et le succès relatif des modèles actuels de NF tient en grande partie au fait que des grandeurs essentielles des membranes (comme leur densité de charge de surface) et des fluides confinés (comme la constante diélectrique de la solution à l'intérieur des pores de la membrane) sont le plus souvent des paramètres d'ajustement ne correspondant que très approximativement à la réalité. Cette thèse a eu pour objectif d’améliorer la compréhension des mécanismes de transfert d'ions à travers des membranes de NF. Pour cela, une modélisation couplant l'hydrodynamique du système et les interactions fluide / matériau a été développée. Il a été montré que la distribution hétérogène des charges de surface dans la couche active d’une membrane affecte profondément le transport des ions et les capacités de rétention matériau membranaire. Afin d’étudier l’effet du confinement sur les propriétés physiques de solutions aqueuses, des simulations de dynamique moléculaire de solutions d’électrolytes confinés dans un nanopore modèle de silice ont également été réalisées. Celles-ci ont montré une structuration du fluide au voisinage de la surface du pore, une diminution significative des coefficients de diffusion et une modification importante des propriétés diélectriques des solutions ioniques pouvant entraîner des effets de Born répulsifs ou attractifs selon la nature des ions

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Mojzisova, Halina. "Facteurs structuraux et physicochimiques déterminant la localisation cellulaire de photosensibilisateurs et leur capacité à photo-perméabiliser des membranes : étude sur des membranes modèles, des protéines plasmatiques et des cellules en culture." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066479.

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Excités par la lumière, les photosensibilisateurs (PS) génèrent des espèces transitoires, oxydantes qui altèrent les constituants cellulaires proches. De plus, les PS présentent une affinité sélective envers les tissus prolifératifs. Ces deux propriétés sont à la base d’applications thérapeutiques notamment dans le traitement de tumeurs. Le but de ce travail est d’établir des corrélations entre les paramètres structuraux des PS, leur accumulation spécifique dans les tissus cancéreux et leur efficacité à photodégrader des membranes lipidiques. Dans la première partie nous étudions par fluorescence l’effet du pH sur les interactions de la chlorine e6 (Ce6), un photosensibilisateur carboxylique, avec les protéines plasmatiques et les vésicules lipidiques. L’affinité de la Ce6 pour l’albumine diminue, alors que celle pour les lipoprotéines de basse densité (LDL) et les membranes lipidiques augmente lorsque le pH diminue. L’internalisation cellulaire par endocytose et la localisation sub-cellulaire de la Ce6, étudiées sur des fibroblastes, sont interprétées en termes de vectorisation par les LDL et de dynamique d’interaction avec les membranes lipidiques étudiée par « stopped flow ». Ces résultats éclairent la sélectivité des PS pour les tumeurs. En seconde partie, nous étudions la peroxydation induite par trois chlorines de structures différentes (Ce6, m-THPC, TPCS2a). La m-THPC et la TPCS2a sont respectivement de 69% et 39% plus efficaces pour oxyder le linoléate de méthyle que la Ce6. Par contre, la perméation photoinduite de la membrane est plus importante avec les chlorines chargées. La position membranaire du PS pourrait jouer un rôle déterminant dans ces processus

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Mourgues, Codern Alejandro. "Développement de modèles méso- et macroscopiques pour la séparation gazeuse par membranes : Etude de trois cas." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20016.

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Mauléon, de Bruyères Nerte de. "Etude comparée des effets de l'acide linolénique et alimentaire sur les caractéristiques des membranes plasmique et microsomale de l'hépatocyte chez le rat : implications au niveau de la biosynthèse du cholestérol." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10560.

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Abstract:

Les effets de regimes plus ou moins riches en acide linolenique et plus ou moins prolonges ont ete etudies, chez le rat, au niveau d'une part de la composition lipidique des membranes microsomale et plasmique de l'hepatocyte, d'autre part de l'activite d'enzymes associees a ces membranes: 5' mononucleotidase, mg²⁺atpase et phosphatase alcaline (membrane plasmique); hydroxymethylglutaryl coa reductase (membrane microsomale) qui controle la biosynthese du cholesterol

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Vacassy, Robert. "Synthèse et caractérisations de membranes minérales de nanofiltration : Modélisations du transport de matière et de la perméabilité à l'eau." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20082.

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Abstract:

Les recents developpements de la chimie du sol gel peuvent s'appliquer a la preparation de particules d'oxydes mineraux capables de generer une structure microporeuse apres frittage. A cette echelle, les interactions entre le materiau membranaire et les solutes deviennent tres importantes. Zro#2 et mgal#2o#4 ont ete choisis comme materiaux membranaires en raison de leur stabilite thermique. Apres optimisation des conditions de synthese au moyen de caracterisations statiques sur poudres, ces deux oxydes mineraux ont presente une structure entierement microporeuse avec des particules de taille nanometrique. De plus, ils ont developpe de grandes surfaces specifiques qui induisent des densites de charge elevees. Le developpement de la membrane zircone s'est poursuivi par une optimisation du processus d'elaboration et de depot de la couche microporeuse. Des retentions en solutes modeles dans la gamme de la nanofiltration ont ete obtenues avec des permeabilites elevees. La forte densite de charge de la zircone stabilisee assure la retention de 90% d'ions sulfates a ph basique. Le caractere amphotere du materiau membranaire a ete mis en evidence. Les caracterisations des interactions membrane-solute ont montre l'influence de l'adsorption specifique des ions sur la retention en electrolytes. Aux fortes pressions, une chute de la retention en electrolytes a ete observee et des modeles ont ete proposes pour tenter d'expliquer ce phenomene. Le modele de diagenese, utilise en geophysique des sols a permis de mettre en relation les flux developpes avec la structure granulaire du materiau. En particulier, il a ete demontre que la couche mesoporeuse intermediaire du support contribuait enormement a la resistance hydraulique totale de la membrane

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Beauvais, Estelle. "Caractérisation de systèmes biologiques à l'échelle nanométrique : études des interactions entre des modèles membranaires et des agents exogènes." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01067152.

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Abstract:

Les membranes biologiques sont impliquées dans divers mécanismes comme la reconnaissance moléculaire ou encore la fusion membranaire. Les lipides, principaux composants des membranes, sont inhérents à ces processus cellulaires, mais leur organisation et leur rôle fonctionnel au sein de ces systèmes sont très complexes. Dans ce travail, nous avons utilisé des modèles membranaires mimant ces systèmes biologiques pour identifier les interactions mises en jeu avec divers agents exogènes (AEs), en utilisant la microscopie à force atomique (AFM). Nous avons donc travaillé sur deux AEs différents qui interagissent potentiellement avec ces membranes. Le premier intervient directement dans le cadre de l'étude du paludisme. Le mécanisme moléculaire de cette maladie (impliquant probablement des structures lipidiques) n'étant pas clair, la compréhension de celui-ci faciliterait le développement de nouvelles molécules antipaludiques et/ou cibles thérapeutiques. Parallèlement notre étude s'est portée sur l'interaction des nanoparticules (NPs) de TiO2, notre second AE, avec les membranes. Très utilisées dans l'industrie, ces NPs de TiO2 pourraient avoir un impact sur la santé humaine, en interagissant notamment avec les membranes cellulaires. Des techniques biophysiques classiques ont tout d'abord été utilisées pour évaluer l'interaction de l'AE avec des systèmes biomimétiques. Ensuite, lorsque celle-ci est prouvée, l'AFM est utilisée pour visualiser les changements morphologiques des modèles membranaires en présence de ces AEs. Ainsi, pour chaque AE, nous avons finalement suggéré un mécanisme d'interaction afin de répondre aux problématiques soulevées.

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Gambin, Yann. "Dynamique en milieux confinés : peptides et protéines en interaction avec des bicouches modèles." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066609.

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Géan, Julie. "Réalisation de systèmes membranaires modèles et étude de leur organisation par microscopie à l'angle de Brewster, spéctroscopie PM-IRRAS et dichroi͏̈sme circulaire vibrationnel." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12896.

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Abstract:

De nouveaux systèmes membranaires modèles reproduisant l'épaisseur des membranes naturelles en bicouche ont été réalisés à l'interface air-eau. Deux méthodes originales ont été conçues pour stabiliser des multicouches phospholipidiques à la surface de l'eau. La première méthode a permis de former des bicouches de DMPC et des tricouches de DOPS par compression au-delà du collapse des monocouches sur une cuve de Langmuir modifiée. La deuxième méthode a consisté à réaliser une bicouche de DMPC supportée sous une monocouche de silane polymérisée à l'interface air-eau par éclatement de vésicules. L'épaisseur et l'organisation des systèmes ont été déterminées grâce à la microscopie à l'angle de Brewster et la spectroscopie PM-IRRAS. Une étude a ensuite été menée sur l'interaction de ces nouveaux systèmes membranaires modèles avec la mélittine, un peptide cytotoxique du venin d'abeille. Les premiers résultats obtenus sur la tricouche de DOPS ont montré que la mélittine était plutôt redressée dans la tricouche. Afin d'améliorer les études sur les interactions membranes-protéines, une nouvelle technique spectroscopique a été développée : la spectroscopie de dichroi͏̈sme circulaire vibrationnel. Cette technique, implantée pour la première fois en France, est sensible aux propriétés des molécules chirales. Les résultats préliminaires obtenus sur des phospholipides (en solution, en vésicules ou en multicouches supportées) et sur la mélittine laissent entrevoir un avenir prometteur pour le VCD pour la détermination des structures secondaires de peptides et de protéines insérés dans des vésicules lipidiques ou des multicouches supportées.

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Henry, Sarah. "Interaction du peptide Aβ1-42 et mutants avec des membranes modèles : de l'échelle micrométrique à l'échelle nanométrique". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0159/document.

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Abstract:

La maladie d'Alzheimer, maladie neurodégénérative la plus courante, est la cause de50% des cas de démence. La maladie d’Alzheimer est provoquée par l'agrégation d'unamyloïde, le peptide Aβ1-42, dans le cerveau des patients.De nombreuses études relient la toxicité des amyloïdes à l'existence de diversesstructures intermédiaires survenant avant la formation des fibres et / ou leur interactionspécifique avec les membranes.Dans cette étude, nous nous sommes centrés sur l'interaction entre des modèlesmembranaires et le peptide Aβ1-42 (WT et des mutants plus ou moins toxiques) évaluée parplusieurs techniques biophysiques (ellipsométrie, PM-IRRAS, fluorescence de la ThT, fuitede calcéine, PWR, cryo-MET). Nous avons tout d'abord étudié l’interaction avec des modèlesde membrane simples (100% DOPG ou 100% DOPC). Nous avons établi que la force motricede l'interaction entre tous les peptides et la membrane n’est pas régie par des interactionsélectrostatiques, mais est favorisée en présence des têtes polaires PG qui peuvent interagiravec le peptide par l'intermédiaire de liaisons hydrogènes. Nous avons démontré quel'oligomère le plus toxique induit des dommages sur les membranes de PG, ce qui diminue laformation de fibres.Une nouvelle composition lipidique constituée de GM1, cholestérol, sphingomyélineet POPC a été choisie pour mimer les membranes neuronales. Des techniques innovantes : laspectroscopie infrarouge à l'échelle nanométrique et l’AFM haute-vitesse ont été utilisées,respectivement, pour accéder à la morphologie et la structure secondaire des peptides enprésence de membranes et observer la dynamique de cette interaction. Les résultats obtenusmontrent que les gangliosides GM1 et le cholestérol jouent un rôle central dans l'interactiond’Aβ avec les membranes. Nous avons été en mesure de proposer un modèle du mécanismed'interaction : Aβ1-42 s’accumule sur les domaines de GM1 présents dans la membrane via desliaisons hydrogène, puis s’insère dans la membrane par les domaines enrichis en cholestérol.Le cholestérol et les gangliosides sont nécessaires pour l'interaction d’Aβ1-42 avec lamembrane.Afin de suivre la cinétique d'agrégation d’Aβ et de comprendre ses différents étatsd'agrégation par spectroscopie infrarouge, l’élaboration d’une cellule microfluidique adaptée aété entreprise Alzheimer’s disease is the most common neurodegenerative disease, leading to 50% ofdementia cases, caused by the aggregation of an amyloid, the Aβ1-42 peptide in patients brain.Many studies link the toxicity of amyloids, as A1-42 involved in Alzheimer disease, tothe existence of various intermediate structures prior to fiber formation and /or their specificinteraction with membranes.In this study we focused on the interaction between membrane models and A1-42peptides and variants more or less toxic with several biophysical techniques (ellipsometry,PM-IRRAS, ThT fluorescence, calceine leakage, PWR, cryo-TEM). First, with simplemembrane models (pure DOPG or pure DOPC), we established that the driving force for theinteraction between all the peptides and membrane is not governed by electrostatic interactionbut is favored in presence of PG headgroups that may interact with peptide via hydrogenbonding. We demonstrated that the most toxic oligomer induces PG membrane damage,decreasing the formation of fibers.New lipid composition GM1, cholesterol, sphingomyelin and POPC has been chosento mimic neuronal membranes. Innovative techniques: as nanoscale infrared spectroscopy andhigh-speed AFM were used to assess to the morphology and the secondary structure of thepeptides in presence of membrane and to observe the dynamic of this interaction,respectively. The results obtained show that the gangliosides GM1 and the cholesterol play acentral role in the interaction of Aβ with membranes. We were able to propose a model of theinteraction mechanism: Aβ1-42 firstly accumulates on the GM1 domains present in themembrane via hydrogen bonding and then inserts the membrane in the cholesterol enricheddomains. Cholesterol and gangliosides are required for the interaction of Aβ1-42 withmembrane.In order to follow the kinetic of Aβ agregation and understand its different agregationstates with infrared spectroscopy, a microfluidic cell fabrication has been investigated

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Dissertations / Theses on the topic 'Membranes plasmique et modèles'

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