Дисертації з теми "Hydrolysat de protéines de plumes"

L'aliment apporte aux porcs des nutriments indispensables à leurs fonctions biologiques comme les acides aminés (AA). Dans l’aliment, les AA peuvent être apportés sous forme de protéines, de peptides ou bien sous forme libre directement assimilables. Les réponses métabolique et physiologique des porcs à l'apport en AA par l’aliment peuvent être influencées par l’équilibre des AA (profil) ainsi que par la forme sous laquelle ces AA sont apportés (protéines, peptides, libres). L’objectif de la thèse était d’évaluer les réponses métaboliques et physiologiques des porcs nourris avec un profil équilibré ou non en AA apportés sous forme de protéines, de peptides, ou sous forme d’AA libres. La réponse métabolique des porcs a été évaluée en étudiant la cinétique plasmatique postprandiale des AA et de différents métabolites. Nous avons comparé les cinétiques postprandiales de porcs adultes et en croissance pour étudier l’influence de l'équilibre des AA alimentaires. Les effets métaboliques deévaluées par la mesure de l’expression des transporteurs d'AA et de peptides et de la morphologie de la muqueuse. Nous avons montré que l'alimentation des porcs avec un régime avec un profil équilibré en AA entraîne une utilisation plus rapide des AA alimentaires par rapport à un régime avec un profil déséquilibré en AA. L'utilisation des AA par les tissus périphériques des porcs adultes est plus lente que celle des porcs en croissance. Par contre, l’utilisation des AA par le tube digestif et le foie au “premier passage” est plus importante chez les porcs adultes que chez les porcs en croissance. La digestibilité des AA des protéines est plus faible que celle des l'AA libres et des petits peptides, car ces deux derniers sont immédiatement disponibles sans avoir besoin d'être digérés. Cela entraîne une différence dans leur biodisponibilité pour les tissus périphériques et le statut métabolique des porcs. En outre, la forme de l'AA alimentaire influence la physiologie intestinale, comme le montrent la morphologie et l'abondance de divers transporteurs intestinaux d'AA et de peptides dans les différentes sections de l'intestin grêle
Feeding animals is crucial for their life because they need nutrients like amino acids (AA). They use these AA for various biological processes like the synthesis of proteins and other biomolecules. Although, the metabolic and physiological response of pigs to feeding AA depends both on the dietary profile and form. The metabolic response of pigs was assessed by studying the dynamic changes in the postprandial plasma concentrations of different metabolites. Furthermore, as mature and growing animals have different metabolic needs and use of dietary AA, we used adult and growing pigs to study dietary AA balance. Meanwhile, as the form of AA has a direct impact on the rate of absorption of AA in the intestinal lumen, physiological adaptations like changes in morphology and gene expression of AA and peptide transporters were measured.We found that feeding pigs with a diet with a balanced AA profile results in quicker utilization of dietary AA compared to a diet with an unbalanced AA profile. The use of AA in the peripheral tissues of adult pigs is slower compared to growing pigs, conversely, more AA are utilized in the first-pass for adult pigs compared to growing pigs. There is a big difference in the AA digestibility of intact proteins compared to free AA and small peptides as the latter two are immediately available without the need for digestion. This causes a difference in their bioavailability to peripheral tissues and the metabolic status of pigs. Furthermore, the form of dietary AA influences intestinal physiology as seen in the morphology and the abundance of various intestinal AA and peptide transporters in the different sections of the small intestine of pigs

L’hydrolyse pepsique de la myoglobine de muscle squelettique rouge de thon Thunnus Albacares génère un mélange de peptides et d'heme. En vue de caractériser les peptides de cet hydrolysat, nous les avons purifiés par une méthode de chromatographie liquide haute performance mise au point au laboratoire. Il a ainsi été montré que la chromatographie d'exclusion, associée à la chromatographie en phase inverse permettait de résoudre efficacement ce mélange de peptides, malgré sa complexité. La composition en acides aminés des peptides a été déterminée par la méthode du picotag complétée par la méthode de la dérivée seconde qui est une méthode spectrale permettant de détecter et de quantifier les acides aminés aromatiques. La séquence des peptides a ensuite été déduite de la comparaison de leur composition en acides aminés avec la séquence connue de la myoglobine de thon. Ce travail nous a permis de définir les sites de coupure de la pepsine dans nos conditions expérimentales et de les comparer avec ceux décrits dans la littérature. La recherche de peptides actifs n'a pas permis de mettre en évidence dans notre mélange de peptides opioïdes, ni de peptides activateur ou inhibiteur de la croissance cellulaire. Par contre, certaines fractions peptidiques présentent une activité inhibitrice de l'enzyme de conversion de l'angiotensine et d'autres une activité inhibitrice des contractions de l'iléon de cobaye. Des fractions présentent en outre une capacité de fixation de l'heme supérieure à celle de la molécule native. Le type de liaisons existant entre l'heme et les peptides en mélange n'a pas été clairement défini, mais il semblerait que l'heme se lie aux peptides, non pas par des liaisons fortes de type covalentes mais plutôt par des liaisons faibles, facilement détruites lors des processus de purification ou simplement par variation de PH.

L'objectif de ce travail est d'évaluer la valeur biologique et l'efficacité nutritionnelle de l'hydrolysat pepsique d'hémoglobine bovine produit à l'échelle pilote. Les études biochimiques révèlent un déficit en isoleucine et cystéine nécessitant un enrichissement préalable avant tout usage à visé&e nutritionnelle, un rapport en acide aminés essentiels à 49,7 %) et un taux d'acides aminés libres inférieur à 1%. La spectrométrie de masse situe le poids moléculaire des peptides entre 600 et 1650 daltons. La détermination de l'immunogénicité et de l'antigénicité de l'hémoglobine bovine native et de son hydrolysat a été réalisé par la méthode ELISA et le test d'inhibition ELISA chez la souris. Cette capacité est retrouvée uniquement pour l'hémoglobine bovine native. L'hydrolyse enzymatique semble diminuer ou détruire les propriétés immunogènes et antigéniques de l'hémoglobine. Les Coefficients d'Utilisation Digestives (C. U. D. ) et d'efficacité protéique étudiés chez le rat montrent des valeurs similaires à celles observées avec la caséine. Chez le prématuré, on obtient une rétention azotée et une croissance identiques lorsque les enfants sont alimentés au lait humain enrichi avec l'hydrolysat d'hémoglobine ou avec un lait conçu spécialement pour les prématurés
The aim of the present study was to evaluate the biological value and the nutritive efficiency of a peptic haemoglobin hydrolyse produced at a pilot –plant scale. The analysis revealed a deficiency in isoleucine and cysteine demanding an enrichment before utilisation, a ratio of essential amino acids : total nitrogen of 3,16 (amount of essential amino acids mg/g protein 49,7 %) and less than 1 % of free amino acids. Mass Spectrometry estimated the mass molecular of peptides between 600 – 1650 dalton. The evaluation of immunogenicity and antigenicity of native haemoglobin and its hydrolysate was done by ELISA and inhibition ELISA in mice : enzymatic hydrolysis seems to decrease or destroy the immogenic and antigenic activities of haemoglobin. The true digestibility and the protein efficiency studied in rats showed similar values as those observed with casein hydrolysate. Feeding of the premature child with breast milk enriched by haemoglobin hydrolysate allow to maintain an adequate growth and a better nitrogen tetention

Ce travail, présenté sous la forme de publications, concerne, l'étude de la production et de la résolution d'un hydrolysat enzymatique d'hémoglobine bovine. La première partie décrit la préparation en batch d'un hydrolysat pepsique décoloré en utilisant soit de l'alumine, soit de la magnésie. Ensuite une production en continu, au stade pilote, d'un hydrolysat pepsique incolore et reproductible a été mise au point. L'hydrolyse enzymatique de l'hémoglobine est réalisée dans un réacteur à ultrafiltration équipé de membranes minérales. La reproductibilité de l'hydrolysat ainsi produit a été démontrée. La seconde partie du travail concerne l'étude analytique de l'hydrolysat peptidique. Des méthodes chromatographiques associant dans un premier temps la basse pression et la HPLC, puis, utilisant la HPLC seule, ont été mises en œuvre pour résoudre ces hydrolysats complexes. Ces méthodes ont permis d'obtenir des peptides purs. La spectrométrie de masse (FAB) et l'analyse d'amino-acides ont été ensuite utilisées pour caractériser et identifier n'importe quel peptide ainsi purifié. Enfin, un exemple d'application de l'hydrolysat, dans le domaine de la réalisation de milieux de culture pour la recherche, a été présenté
This work, presented in publications form, concerns the study of production and resolution of an enzymatic hydrolysate from bovine haemoglobin. The first part describes the batch preparation of a peptic decolorized hydrolysate using either alumina or magnesia. Then a continuous production, at the pilot-plant scale, of a reproductible and decolorized peptic hydrolysate was perfected. Enzymatic hydrolysis of haemoglobin was performed in an ultrafiltration reactor equipped with mineral membranes. The reproductibility of the hydrolysate was demonstrated. The second part of this work concerns the analytical study of the peptidic hydrolysate. Chromatographic methods, first associating low pressure and HPLC, and then using HPLC alone, were performed in order to resolve these complex hydrolysates. These methods allowed us to obtain pure peptides. Mass spectrometry (FAB) and amino acid analysis were then performed in order to characterise and identify any purified peptide. Finally, an application of the hydrolysate, in the area of culture media for research, was presented

Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse
Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin.The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L).The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population.The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising

Le diabète de type 2 (DT2) est un trouble multifactoriel complexe de l’homéostasie du glucose. Cette maladie, bien qu’elle possède une composante génétique, est principalement induite par des causes socio-environnementales comme de mauvaises habitudes alimentaires. En dépit des mesures hygiéno-diététiques et des traitements médicaux utilisés pour prévenir et traiter la maladie, le DT2 ne cesse de progresser. L’identification et la production de peptides bioactifs à partir de sources naturelles offrent une alternative intéressante aux médicaments de synthèse, dont les préoccupations concernant les effets secondaires ne cessent d’augmenter. Ainsi, en raison de leur abondance et leur richesse en molécule bioactive, les coproduits de la transformation du poisson offrent une source presque inépuisable de peptides bioactifs. En effet, lors d’études précédentes, il a été démontré que des protéines de morue et de saumon permettaient d’améliorer la santé cardio-métabolique in vivo, et d’améliorer la captation du glucose musculaire, de diminuer la production du glucose hépatique et l’inflammation. De plus, avec un nombre de plus en plus important d’individus à nourrir, l’industrie de la transformation doit augmenter sa production, et les déchets ne cessent de s’accumuler. Néanmoins, afin d’exercer leur effet bioactif, il est nécessaire de libérer ces peptides bioactifs des structures protéiques au sein desquelles ils sont imbriqués et sous forme inactive générant ainsi des hydrolysats complexes. Par la suite, une ou plusieurs étapes de séparation sont utilisées afin de concentrer ces peptides dans des fractions plus actives, par exemple en fractionnant ces hydrolysats complexes par électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration. En effet, Il a été démontré l’efficacité de l’électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration pour la génération de fractions améliorant, in vitro, la captation du glucose à partir d’hydrolysats de protéines de soya et de saumon. Ainsi, l’objectif principal de cette thèse était de concentrer et d’identifier des peptides bioactifs par le fractionnement d’un hydrolysat de protéines issu d’un coproduit de saumon iv par l’électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration, et d’étudier l’impact de ces fractions et peptides sur le DT2. Lors de la première étude, il a été démontré qu’un empilement judicieux de membranes permettait de fractionner les peptides issus d’un hydrolysat de coproduit de saumon, en générant des fractions possédant des peptides avec des propriétés physico-chimiques (charge et masse) différentes. De plus, cet empilement de trois membranes d’ultrafiltration de seuils de coupure différents a permis de moduler la réponse in vitro de la captation du glucose. En effet, des peptides cationiques de plus haut poids moléculaire ont amélioré la captation du glucose dans une étude in vitro, alors que les peptides cationiques de plus faible poids moléculaire ont démontré un effet inhibiteur de la bioactivité. Finalement, l’analyse par spectrométrie de masse des fractions a permis de caractériser (temps de rétention et charge) 17 peptides cationiques et 21 peptides anioniques, potentiellement responsables de l’effet bioactif des fractions. Lors de la deuxième étude, le fractionnement par EDUF des fractions finales récupérées lors de la précédente séparation et l’étude in vitro de la bioactivité de ces fractions (captation du glucose, production du glucose hépatique et inflammation) ont permis d’identifier deux fractions très prometteuses, démontrant un effet sur ces trois bioactivités. De plus, l’analyse par spectrométrie de masse en tandem de ces fractions a permis d’identifier, à l’aide de base de données, la séquence peptidique de 24 peptides anioniques, potentiellement responsables de ces effets bioactifs. Finalement, lors de la troisième étude, basées sur l’analyse des spectres obtenus par spectrométrie de masse en tandem, 13 peptides ont été sélectionnés et synthétisés, puis testés individuellement pour leurs capacités à augmenter l’absorption du glucose au niveau de cellules musculaires, à diminuer la production de glucose hépatique et finalement à diminuer la réponse inflammatoire de macrophages. Ainsi, pour la première fois, quatre nouveaux peptides ont été identifiés à partir de coproduits de saumon, et leurs propriétés glucorégulatrices in vitro ont été démontrées.
Type 2 diabetes (T2DM) is a complex multifactorial disorder of glucose homeostasis. This disease has a genetic basis but is mainly caused by socio-environmental behaviours, such as overeating and a lack of physical activity. Despite dietary measures and medical treatments used to prevent and treat the disease, T2D continues to progress. The identification and production of bioactive peptides from natural sources offer an interesting alternative to synthetic drugs, whose concerns about side effects are constantly increasing. Thus, because of their abundance and richness in bioactive molecules, fish processing co-products offer an almost inexhaustible source of bioactive peptides. Indeed, in previous studies, cod and salmon proteins have been shown to improve cardio-metabolic health in in vivo studies, and to improve muscle glucose uptake, decrease hepatic glucose production, and inflammation. In addition, with a growing number of people to feed, the processing industry is at its height, and waste continues to accumulate. Nevertheless, in order to exert their bioactive effect, it is necessary to release these bioactive peptides from native proteins. Subsequently, one or more separation, using for example electrodialysis with ultrafiltration membranes, are needed to concentrate these peptides and generate bioactive fractions. Indeed, it was previously demonstrated the effectiveness of electrodialysis with ultrafiltration membranes to generate bioactive fractions, from complex matrices, able to improve the glucose uptake in vitro, from soy and salmon protein hydrolysates. In this context, the main objective of this thesis was to concentrate and identify bioactive peptides, by fractionating a protein hydrolysate from a salmon co-product, by electrodialysis with ultrafiltration membranes, and to study the impact of these fractions and peptides on T2D. In the first study, results demonstrated that a triple size selective separation by EDUF allowed to generate peptide fractions with different physicochemical properties (charge and mass). Moreover, it was demonstrated that such a separation allowed to modulate the in vitro response of the fractions for glucose metabolism. Indeed, from a single EDUF separation, cationic peptides with higher molecular weights were concentrated and demonstrated to enhance their glucose uptake capacity. Whereas, cationic peptides with lower molecular weights have decreased the glucose uptake capacity. In addition, analyses by mass spectrometry of the vi fractions allowed to characterize (retention time and charge) 17 cationic peptides and 21 anionic peptides, potentially responsible for the bioactive effect of the fractions. In a second study, a second EDUF fractionation, using as feed solution the final fractions recovered during the previous separation was performed. The selectivity of the process was confirmed by liquid chromatography-mass spectrometry analyses. Moreover, in vitro study of the bioactivities (glucose uptake, hepatic glucose production and inflammation) effect of these fractions, led to the identification of two very promising fractions, demonstrating a simultaneous effect on all three bioactivities tested. In addition, the tandem mass spectrometry analysis of these fractions allowed the sequence identification of 24 anionic peptides, potentially responsible for these bioactive effects. Finally, in a third study, based on the analysis of the spectra obtained by tandem mass spectrometry, 13 peptides were selected and synthesized, then individually tested for their ability to increase glucose uptake in muscle cells, to reduce glucose production by hepatic cells, and to decrease the inflammatory response of macrophages. Thus, for the first time, four new peptides identified from salmon by-products, demonstrated in vitro glucoregulatory properties.

Les hydrolysats enzymatiques de protéines de lactosérum sont riches en peptides fonctionnels et bioactifs, ce qui justifient l’intérêt de les fractionner afin de concentrer ou purifier ces molécules. Les techniques membranaires présentent un fort potentiel pour la séparation de ces hydrolysats à l’échelle industrielle, mais des interactions peptide-peptide semblent affecter leur efficacité. Cette étude visait donc à caractériser les interactions peptide-peptide dans un mélange de peptides issus d’un hydrolysat trypsique de β-LG, à identifier les conditions physico-chimiques et les peptides responsables de ces interactions, puis à évaluation l’influence de ces interactions sur le fractionnement de cet hydrolysat par nanofiltration. La focalisation isoélectrique a d’abord été utilisée pour fractionner l’hydrolysat et a permis de démontrer la formation d’agrégats peptidiques à pH acide. Une étude de turbidimétrie a par la suite mis en évidence la solubilité de l’hydrolysat en fonction du pH et de certaines conditions physico-chimiques. Les agrégats obtenus à pH 4 ont été centrifugés et séparés, puis les peptides responsables de cette agrégation ont été identifiés. Parmi ces peptides, la présence de fragments chymotrypsiques a justifié une étude subséquente sur l’activité résiduelle chymotrypsique dans la préparation trypsique, et son impact sur le phenomène d’agrégation des peptides à pH acide. La dernière partie de cette étude a permis d’évaluer l’impact des agrégats peptidiques sur le fractionnement par nanofiltration de l’hydrolysat trypsique de β-LG. Il a été démontré que les interactions peptide-peptide ne nuisent pas au fractionnement, mais semblent plutôt être bénéfiques, et ce en modifiant la couche de polarisation créée en cours de filtration.
Whey protein enzymatic hydrolysates contain several functional and bioactive peptides which justify their fractionatation to isolate such interesting molecules. Membrane separation technologies have an excellent potential for peptide separation but peptide-peptide interactions seem to reduce their efficiency. The objectives of this study were to demonstrate the occurrence of peptide-peptide interactions in a tryptic hydrolysate of β-LG, to identify the optimal physico-chemical conditions and peptides responsible of such interactions, as well as to evaluate the influence of such interactions on the fractionation of this hydrolysate by nanofiltration. Isoelectric focusing was used to fractionate the hydrolysate and to demonstrate a peptidic aggregation phenomena at acidic pH. Turbidimetry was then used to highlight the solubility of the hydrolysate according to the pH and some physico-chemical conditions. Peptide aggregates formed at pH 4 were centrifuged and separated, and peptides responsible for this aggregation were identified. From these peptides, the presence of chymotryptic peptides has justified a study of the impact of residual chymotryptic activity in the tryptic preparation on the aggregation phenomena. The second part of this work allowed the evaluation of the effect of these aggregates on the fractionation of the tryptic hydrolysate of β-LG by nanofiltration. It was shown that peptide-peptide interactions do not impair the fractionation. On the contrary, these interactions taking place in the polarized layer may have a positive impact on the fractionation.

Les produits fonctionnels et nutraceutiques ont pris une grande importance en raison de leur valeur ajoutée. Leur production requiert l’isolation et la concentration des composés tels que les acides aminés et les peptides bioactifs des hydrolysats de protéines. A cette fin, l’EDUF (Électrodialyse combinée à l’ultrafiltration), une nouvelle technique de séparation, a été proposée. Les paramètres importants pour optimiser le procédé tels que la force du champ électrique, le type de membrane, le seuil de coupure, le pH, la configuration du module, le débit de la solution et la surface effective de la membrane ont déjà été étudiés. Cependant, le paramètre concentration de l’hydrolysat n’a encore jamais été étudié. Le projet consistait à évaluer l’impact de l’augmentation de la concentration d’un hydrolysat de crabe des neiges sur la sélectivité et le taux de séparation des peptides anioniques et cationiques, ainsi que sur leur activité antimicrobienne. Pour évaluer l’impact de la concentration de l’hydrolysat, quatre valeurs de concentration en protéines (0.5%, 1%, 2% et 4%) ont été étudiées et les autres paramètres (pH, conductivité, différence de potentiel) du système ont été constants. Les résultats ont montré que l’augmentation de la concentration a un effet sur le taux de séparation des peptides et que le plus haut taux de concentration peptidique a été observé à 4% pour le compartiment anionique à 291.9 µg/mL et pour le compartiment cationique à 431.87 µg/mL. Par contre, l’augmentation de la concentration n’a pas d’effet sur la sélectivité qui reste sans changement. Le taux de migration a augmenté avec l’augmentation de la concentration alors qu’en parallèle l’énergie relative consommée baissait. Le plus haut taux de migration a ainsi été observé à 4% (16.2 g/m2.h et 7.8 g/m2.h respectivement, pour les compartiments cationique et anionique) avec une énergie relative consommée de 3.53 Wh/g. Les résultats ont aussi montré que l’augmentation de la concentration en peptides n’a eu aucun impact sur le colmatage et l’intégrité des membranes. Les différentes fractions (anionique et cationique) obtenues et l’hydrolysat initial testés et n’ont pas montré d’activité antimicrobienne contre Micrococcus luteus.
The importance of functional and nutraceutical products has grown tremendously due to their added value. Their production requires the isolation and concentration of compounds, such as amino acids and bioactive peptides from protein hydrolysates. Therefore, a new separation technique EDUF (electrodialysis with ultrafiltration) was used. To optimize the process, important parameters such as electric field strength, membrane material and molecular weight cut-off, pH, ionic strength and flow rate of the solutions as well as cell configuration have already been studied, except for the initial peptide concentration in the feed solution. The objective of this study was to determine the impact of peptides concentration of snow crab by-product hydrolysate on selectivity and separation rate of anionic and cationic peptides, and on their antimicrobial activity. To assess the impact of peptides concentration, four values of protein concentrations (0.5%; 1%; 2% and 4%) were studied with other parameters (pH, conductivity, potential difference) of the system kept constant. The results showed that increasing the peptides concentration has an effect on separation rate of the peptides. The highest rate was observed at 4% with 291.9 mg/mL and 431.87 mg/mL peptide concentration, respectively for the anionic and cationic compartment. Other results also showed that increasing the initial concentration has no effect on selectivity. The migration rate increased linearly with increasing feed solution concentration while the relative energy consumption decreased with increasing feed solution concentration. The highest migration rates of 16.2 g/m2.h and 7.8 g/m2.h for the cationic and anionic compartments respectively were observed at 4%, with relative energy consumption of 3.53 Wh/g. However, increasing the concentration had no effect on the fouling and membrane integrity. In terms of antimicrobial activity, different fractions (anionic and cationic) and the initial hydrolysate were tested and did not showed antimicrobial activity on Micrococcus luteus.

Ce travail se propose d'étudier le procédé de protéolyse enzymatique « contrôlé » par l'état structural initial du substrat en vue d'évaluer son influence sur la cinétique de protéolyse, ainsi que sur les propriétés physico-chimiques et les bioactivités associées des peptides libérés. Pour l'étude, nous avons utilisé un substrat modèle, une protéine connue pour ses propriétés antimicrobiennes, les napines. Cette catégorie de protéines est issue d'un co-produit de l'industrie oléifère faiblement valorisé : le tourteau de colza. Tout d'abord, un procédé d'extraction sélectif et de purification de napines a été mis en oeuvre et optimisé à l'aide d'un plan d'expériences multicritère approprié. Le procédé d'extraction et de purification, réalisé initialement à l'échelle du laboratoire, a pu être extrapolé à plus grande échelle, en respectant une démarche d'éco-conception pour produire des napines en quantité suffisante pour la suite de l'étude. Ce travail a montré que les conditions opératoires du procédé retenu n'endommagent pas les structures secondaire et tertiaire de la protéine. Des activités antimicrobiennes des napines ainsi produites ont été validées sur différents micro-organismes pathogènes (Bacillus coagulans et Fusarium langsethiae). Dans un second temps, une étude concernant l'influence des paramètres pouvant avoir une action sur la structure de la protéine, a été réalisée. L'objectif a été de voir s'il était possible de placer la protéine dans des conditions de pH et de température permettant une déstructuration évolutive, en fonction du temps, et d'observer un éventuel impact sur la cinétique de la protéolyse des napines extraites et sur la nature des peptides libérés. Les résultats ont montré que pour un couple de pH/T donné, la « durée d'incubation » devient un facteur clé pour la dénaturation de napines. Ce dernier influence significativement la cinétique de la protéolyse, le mécanisme d'action de la protéase et, par conséquent, la composition des mélanges libérés. Par la suite, l'influence des hydrolysats sur la croissance de cellules animales productrices d'anticorps, cultivées en milieu sans sérum, et leurs capacités moussantes et émulsifiantes, ont été évaluées. Les résultats ont montré une influence majeure de l'état structural initial du substrat (via le degré d'hydrolyse atteignable pour chacune des conditions étudiées) sur les dites propriétés. Au final, ces études ont mis en avant non seulement le potentiel d'une valorisation accrue des napines de tourteau de colza mais aussi, et surtout, un paramètre déterminant sur le « contrôle » du procédé de protéolyse enzymatique pour la production dirigée de peptides
This work aims to study the process of enzymatic proteolysis "controlled" by the initial structural state of the substrate in order to assess its influence on the proteolysis kinetics as well as the physico-chemical properties and associated bioactivity of released peptides. For this study, rapeseed meal napins, known for its antimicrobial activity were used as a substrate. First, a selective extraction and purification process of napines were optimized by an appropriate experimental design. The extraction and purification process initially made at laboratory scale was easily scaled-up. We showed that the operating conditions of these processes would not damage the secondary and tertiary structure of the protein. Moreover, we confirmed an antimicrobial activity of the obtained napins on various microorganisms (Bacillus coagulans and Fusarium langsethiae). In a second step, the study on the influence of the parameters can have an effect on the structure of the protein was performed. The objectives were to see if it was possible to place the protein under conditions of pH and temperature for a progressive breakdown in function of time, and observe any impact on the kinetics of the proteolysis of napines extracted and the nature of the released peptides. The results showed that for a couple of pH / T given the "incubation duration" becomes a key factor for the denaturation of napines. This significantly influences the kinetics of proteolysis, the mechanism of action of the protease, and therefore, the composition of mixtures released. Subsequently, the influence of hydrolysates on the growth of antibody-producing animal cells grown in serum-free medium, and foaming and emulsifying capacity, were evaluated. The initial results showed a major influence of the structural state of the substrate (via the degree of hydrolysis achievable for each of the conditions studied) on such properties. Ultimately, these studies have highlighted not only the potential for increased value of napines rapeseed meal but also, and especially, a key parameter "to control" the process of enzymatic proteolysis for production directed peptides

Le composant PP3 est une protéine de la fraction protéoses-peptones (PP) du lactosérum bovin, principal co-produit de la filière lait. Cette protéine présente une activité de surface supérieure à celle de la fraction PP totale. L’hydrolyse du PP3 en milieu émulsionné a été réalisée pour améliorer ses propriétés tensioactives. L’hydrolysat obtenu conserve une tensioactivité comparable à celle de la protéine intégrale. Le PP3, en faible concentration dans le lactosérum, peut difficilement être valorise en agro-alimentaire mais son utilisation (ou celle de l'hydrolysat) comme émulsifiant est possible dans des secteurs à forte valeur ajoutée (cosmétologie). Une contamination survenant lors de la préparation du PP3 par FPLC d'interactions hydrophobes a été identifiée. Elle peut etre évitée par l'utilisation d'une chromatographie d'affinité sur concanavaline A. Le rôle du PP3 reste inconnu malgré les nombreux travaux effectués sur le lait bovin. Cette protéine est fortement homologue à une protéine du lactosérum de chamelle et aux protéines GlyCAM-1 murines. L’étude des éléments de structures secondaires du PP3 montre que la zone C-terminale (résidu 119 a 135) se conforme en hélice alpha amphipatique dans un environnement lipidique. Le peptide de synthèse correspondant à cette zone (peptide P17) et la protéine interagissent avec des monocouches lipidiques constituées de préférence de phospholipides anioniques à l'état de gel, comme le dimyristoylphosphatidyl-glycerol (DPPG). Les mesures de conductance indiquent que le fragment 113-135 du PP3 (peptide P23) et la protéine s'insèrent dans des bicouches planes, contrairement au peptide P17 vraisemblablement trop court. Toutefois P17, P23 et la protéine entière ne sont pas hémolytiques ni ne permettent la lyse des souches bactériennes testées. L’hélice alpha amphipatique responsable des propriétés de surface du PP3, est prédite en région c-terminale des protéines homologues. Des lors, son implication dans une fonction commune est probable.

Les rapports entre sommeil et alimentation sont l'objet d'interactions complexes et multiples. Dans ce cadre, le champ d'étude de l'influence de l'alimentation sur le sommeil constitue non seulement une porte d'entrée vers une meilleure compréhension de la régulation du sommeil, mais aussi une importante voie thérapeutique pour en prévenir et soigner les dysfonctionnements. Nous avons choisi d'aborder ce thème par deux approches différentes : une "approche métabolique", celle de l'influence sur le sommeil de l'alimentation globale en terme d'apports protéino-énergétiques, c'est-à-dire, de substrats métaboliques; une "approche nutraceutique", celle de l'influence sur le sommeil de molécules spécifiques apportées par l'alimentation. Ces angles d'étude complémentaires, représentatifs de la diversité et de la complexité des possibilités d'influence de l'alimentation sur le sommeil, ont servi de base à nos travaux de recherche, réalisés sur le modèle du rat. Dans la première approche, nous avons pu vérifier l'existence d'un modèle dans lequel des perturbations de la quantité et de la qualité du sommeil sont induites de manière spécifique par des modifications de l'apport alimentaire protéino-énergétique. Dans la deuxième approche, nous nous sommes intéressés au cas particulier d'un hydrolysat peptidique qui, présentant des propriétés anxiolytiques originales, est considéré comme une source potentielle de principe actif agissant sur la régulation du sommeil. Nous avons pu créer un modèle expérimental montrant les propriétés protectrices de l'apport alimentaire de cet hydrolysat sur les perturbations de sommeil induites par le stress. Outre les perspectives que ces résultats ouvrent pour une modulation de la régulation du sommeil et de ses troubles par l'alimentation, comme, par exemple, la possibilité de rétablir un sommeil physiologique, respectant les cycles normaux d'alternance des phases de Sommeil Lent et de Sommeil Paradoxal (que les traitements pharmacologiques ont souvent du mal à rétablir), nos travaux permettent aussi d'éclairer certains aspects de la régulation du sommeil, comme ses liens avec la régulation du métabolisme périphérique et celle de la réponse au stress. Mots clés: apport protéino-énergétique, métabolisme énergétique et protéique, hydrolysat peptidique de la caséine αs1 bovine, stress, sommeil, SOL, SP