Academic literature on the topic 'Polysaccharides membranaires'

Les protéines membranaires intégrales très hydrophobes étant insolubles dans l'eau, l'emploi d'agents tensioactifs est nécessaire à leur purification et leur caractérisation en solution aqueuse. Parmi les tensioactifs récemment développés, des polymères amphiphiles synthétiques, les amphipols, présentent des potentialités intéressantes. Leur substitution par des biopolymères amphiphiles à propriétés similaires semblant très attractive, nous avons cherché à mettre au point des polysaccharides hydrophobiquement modifiés, capables d'extraire et de solubiliser des protéines membranaires dans des conditions non dénaturantes. Le polysaccharide choisi est le pullulane: hydrosoluble, flexible, sa modification chimique est bien maîtrisée. .
Study of integral membrane proteins is of great importance for the understanding of cellular mechanisms, such as photosynthesis, respiration, or bacterial resistance to antibiotics. Those highly hydrophobic proteins are water insoluble; surfactants are thus necessary for their handling in aqueous solutions. Among surfactants recently developed for this use, amphiphilic polymers called amphipols display interesting potential. Amphiphilic biopolymers with similar properties would be particularly attractive. Therefore, we tried to develop hydrophobically-modified polysaccharides able to extract integral membrane proteins and to make them soluble, under non-denaturing conditions. Pullulan is a water-soluble, flexible polysaccharide. Its chemical modification is well controlled. A set of amphiphilic pullulan derivatives with moderate molar mass ( " 30 000 g. Mol-1) was prepared. Carboxymethyl groups were first introduced (0,2 to 1,2 per anhydroglucose unit) to favor water-solubility of amphiphilic derivatives. Large extents (up to 48%) of alkyl (C8 to C12) and 3-phenylpropyl hydrophobic chains were then grafted through amide or ester linkages. Amphiphilic carboxymethylpullulans display surface-active properties. Hydrophobic microdomain formation was evidenced in aqueous solution. According to the samples studied, various aggregation phenomena were observed. Some amphiphilic carboxymethylpullulans are actually able to extract membrane proteins from their lipid surrounding. Comparison of their capacities led to identify C4?18C10d (pullulan with 18% decyl groups and 91% ungrafted carboxymethyl groups) as the most efficient sample. The effect of this amphiphilic biopolymer on protein activity is similar to that of a mild detergent

Staphylococcus xylosus et Staphylococcus carnosus sont utilisés comme ferments de salaisons. S. Xylosus est fréquemment isolé dans l'environnement des ateliers de transformation alimentaire alors que S. Carnosus l'est rarement. Ainsi, nous avons étudié la capacité de ces deux espèces à former des biofilms sur divers supports abiotiques. Les souches de S. Carnosus sont hydrophiles, adhèrent à des supports hydrophiles mais ne forment pas de biofilms. Certaines souches de S. Xylosus sont hydrophiles, d'autres moyennement hydrophobes et elles forment des biofilms quelque soit le support. S. Xylosus C2a, choisie comme souche d'étude, forme des biofilms denses avec des agrégats intercelluaires séparés par des canaux et englués dans une matrice constituée de polysaccharides dont la synthèse ne semble pas liée au gène icaA. Nous avons mis en evidence les gènes atl et bap codant des protèines de surface impliquées dans la formation de biofilm chez S. Aureus. Pour étudier l'ensemble des protéines de surface impliquées, nous avons développé une méthode d'analyse des protéines pariétales et membranaires. Un total de 101 protéines a été identifié dont 51 sont prédites comme protéines de surface et seulement 9 sont cmmunes aux deux fractions. La comparaison des profils protéiques des fractions pariétales, membranaires et intracellulaires a révélé une expression différentielle de 115 protéines dont 74 sont surexprimées en mode sessile et 41 en planctonique. Cette étude a révélé la modification de nombreuses voies métabolliques. Leur analyse permettra de mieux appréhender les mécanismes mis en jeu par S. Xylosus lors de sa croissance en biofilm

Les biofilms se développant dans les canalisations d’eau potable posent un réel problème de santé publique en sus des phénomènes de corrosion ou de pertes de charges qu’ils occasionnent. Comprendre plus finement les mécanismes qui sous-tendent l’adhésion bactérienne à un support abiotique permet de développer de nouvelles stratégies de lutte contre les biofilms. Notre travail constitue une contribution à la compréhension des mécanismes impliqués dans le processus de bioadhésion aux canalisations d’eau potable à travers une évaluation des propriétés physico-chimiques (hydrophobicité, caractère acide-base et charge de surface) et structurales de la membrane bactérienne ainsi que des tests d’adhésion. L’impact de facteurs environnementaux tels que le pH, la force ionique ou la présence de chlore est étudié, et des modifications physico-chimiques des propriétés de surface des bactéries sont donc détectées et ont permis de mieux comprendre le rôle respectif joué par les interactions physico-chimiques non-spécifiques dans le phénomène d’adhésion. Ces résultats sont complétés par une analyse structurale par la spectroscopie infrarouge qui a révélée l’implication des constituants membranaire (essentiellement polysaccharidique) dans l’adaptation bactérienne aux changements des conditions physico-chimiques du milieu. L’approche théorique XDLVO est comparée aux résultats des tests d’adhésion sur différents supports de canalisations d’eau potable. Ceci a permis de préciser sa fiabilité à prédire la bioadhésion et les types d’interactions successibles d’intervenir lors de ce processus. Finalement, l’adaptation structurale, l’organisation et l’architecture du biofilm développé sous différentes conditions physicochimiques et hydrodynamiques ont été évaluées en mode « dynamique » grâce à la spectroscopie infrarouge et la microscopie confocal; des différences sont révélées. Un marqueur précoce de la colonisation est proposé
The biofilms developed in drinking water pipelines pose a real problem of public health in addition of other corrosion phenomena or pressure losses. Improving our understanding of the mechanisms which are involved in bacterial adhesion to abiotic supports, must allow developing new strategies of fight against the biofilms. Our work constitutes a contribution to the comprehension of the mechanisms implied in the process of bioadhesion to the drinking water pipelines through the evaluation of the physicochemical surfaces properties (hydrophobicity, acid-base character and surface charges) and structural characterisation of the bacterial membrane as well as tests of adhesion. The impact of environmental factors such as the pH, the ionic force or the presence of chlorine is investigated on surface physicochemical properties of bacteria to allow a better understanding of the respective role played by the non-specific interactions in the adhesion phenomena. These results are completed by a structural analysis by infrared spectroscopy which reveals which membrane components are primarily implicated in the bacterial adaptation to the physicochemical changes of the medium. Attempts to correlate the theoretical approach “XDLVO” to the results of adhesion tests on various supports of drinking water pipelines are performed. This allows evaluating its efficacy to predict the bioadhesion and the types of interactions implicated during this process. Finally, the structural adaptation, the organization and the architecture of the biofilm developed under various physico-chemical and hydrodynamic conditions are evaluated in “dynamic mode” by infrared spectroscopy and confocal microscopy. This dynamic study allows proposing an early marker of colonisation which could help in the water networks monitoring

La microfiltration tangentielle sur membrane en céramique est étudiée dans ce travail comme une méthode de fractionnement de suspensions hétérogènes obtenues après hydrolyse acide d'amidon de maïs cireux pour la récupération en continu de nanocristaux d'amidon. Le but est d'évaluer la possibilité de coupler la microfiltration au procédé d'hydrolyse pour augmenter le rendement de production des nanocristaux d'amidon. Une caractérisation des suspensions (taille et charge) a été réalisée à différents stades de la production afin de comprendre l'évolution de la taille des particules au cours de l'hydrolyse et du post-traitement et de pouvoir choisir la bonne membrane pour un fractionnement efficace. Deux pilotes de filtration ont été conçus pour permettre l'étude du fractionnement des suspensions de nanocristaux d'une part à l'échelle laboratoire (membranes planes) et d'autre part à l'échelle semi-industrielle (membrane tubulaire). L'analyse de la suspension produite par le procédé d'hydrolyse classique a montré qu'elle était constituée majoritairement d'agrégats de nanoparticules et de résidu d'amidon partiellement hydrolysé, la quantité de nanocristaux individualisés ne représentant que 5 % de l'amidon initial. L'opération de microfiltration tangentielle a été optimisée (transmission maximale des SNC et colmatage minimum des membranes) en fonction des conditions opératoires grâce à la réalisation d'un plan d'expériences. Dans les conditions optimisées, il était possible de récupérer dans le perméat, 25 % des particules initialement introduites en gardant des flux de perméat important. Ces particules ont une taille inférieure à 300 nm. Dans ces mêmes conditions, il était possible de séparer des nanocristaux d'amidon directement à partir de la suspension acide après hydrolyse. La modélisation du colmatage à partir des essais de filtration frontale a montré que le colmatage se fait essentiellement par formation d'un gâteau à la surface. Nous avons abordé également dans ce travail la piste de la purification en continu des suspensions acides à travers un procédé de diafiltration sur membranes d'ultrafiltration permettant une industrialisation de la production des SNC
The current work investigates the use of cross flow microfiltration using ceramic membrane to fractionate the heterogeneous suspension obtained after starch hydrolysis in order to isolate starch nanocrystals. The final aim is to evaluate the possibility of coupling the filtration step to the hydrolysis step in a single production loop in order to enhance the starch nanocrystal production yield. The characterizations of the suspension (particle size and charge) obtained with the classic production process indicates that it was a mixture of starch nanocrystal aggregates and starch residues, individualized starch nanocrystals represent only 5 % of the initial starch. The fractionation study was done using two pilot plans, in a dead end configuration at laboratory scale (plate membrane) and in a cross flow configuration at semi-industrial scale (tubular membrane). Design of experiments methodology was used to optimize the fractionation efficiency when filtering a neutral suspension considering the effect of filtration parameter on the transmission yield and membrane fouling. In the optimized condition, it was possible to recover 25 % of starch nanocrystals while keeping the permeate flux at its highest value. Mean diameter of the recovered particle was less than 300 nm. At this condition, it was also possible to recover the starch nanocrystals directly from the acidic mixture obtained at the end of the hydrolysis step. The analysis of fouling mechanism using dead end filtration experiments highlights that membrane fouling occurs because a cake bult up at the membrane surface. This study investigates also the use of ceramic ultrafiltration membrane in a diafiltration process in order to purify the acidic suspension from soluble molecules without modifying particle size distribution which is a promising technique for a large scale production