Développement de nouveaux systèmes enzymatiques mécano-transductifs

Development of new types of mechanocatalytic systems

• Auteur / Autrice : Sarah Zahouani
• Direction : Philippe Lavalle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 25/09/2017
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomatériaux et bioingénierie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Roucoules
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Demoustier, Tomaso Zambelli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal cellulaire

Hydrocolloïdes

Polyéthylèneglycol

Langmuir-Blodgett, Couches de

Polyélectrolytes

Mots clés libres

Mécano-transduction

Conformation

Étirement

Catalytique

Polyélectrolytes

Poly(etylene glycol)

Hydrogels

Nanogels,

Couche par couche

Mechanotransduction

Conformation

Stretching

Catalytic

Polyelectrolytes

Poly(ethylene glycol)

Hydrogels

Nanogels

Step-by-step

Résumé

Le fascinant processus par lequel les signaux mécaniques sont transformés en réactions biochimiques dans la nature est appelé mécano-transduction. Le but de ma thèse a été de mimer la Nature en élaborant de nouveaux systèmes enzymatiques mécano-transductifs, i.e des matériaux capables de moduler une catalyse enzymatique lorsqu’ils sont sollicités mécaniquement. Nous avons d’abord étudié l’effet de l’étirement sur les chaînes constitutives de films multicouches de polyélectrolytes, matrices souvent utilisées pour le développement de biomatériaux intelligents. Dans le cadre d’une nouvelle stratégie axée sur la modulation mécanique de la conformation, nous avons ensuite élaboré des matrices étirables à base de poly(éthylène glycol)s. Nous avons en particulier développé de tout nouveaux revêtements covalents appelés nanogels qui se sont avérés être déposables sur le silicone étirable et fonctionnalisables avec différentes biomacromolécules, ouvrant ainsi de nouvelles routes biomimétiques.

The fascinating process by which mechanical signals are transformed into biochemical reactions in Nature is called mechanotransduction. The goal of my PhD was to mimic Nature by elaborating new types of mechanocatalytic materials, i.e materials able to modulate a catalytic activity when mechanically stimulated. We first aimed at understanding the impact of stretching on the structural properties of polyelectrolyte multilayers films, polymeric matrices often used for the design of smart biomaterials. Within the framework of a new strategy essentially relying on mechanically induced conformational changes, we then developed stretchable polymeric matrices based on poly(ethylene glycol)s. We more particularly designed new types of covalent coatings, called nanogels. We showed that these architectures were buildable on stretchable silicone and that they could be functionalized with different types of biomacromolecules; thus opening new biomimetic routes.