Synthèses, analyses physico-chimiques et biologiques de nouveaux tensioactifs monomères et télomères utilisables pour le maintien en solution des protéines membranaires

Synthesis, physico-chemical and biological studies of new monomeric or telomeric surfactants able to maintainingmembrane proteins soluble in solution

• Auteur / Autrice : Blandine Olivier
• Direction : Bernard Pucci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Avignon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluor

Composés amphiphiles

Surfactants

Protéines membranaires

Résumé

Les travaux présentés ont pour objectif la synthèse, les études physico-chimiques et biologiques de nouveaux tensioactifs de type télomère ou monomère destinés à assurer le maintien des protéines membranaires en solution aqueuse sous leur forme native. Après avoir rappelé les diverses techniques actuellement utilisées pour isoler les protéines membranaires, nous avons pu définir les critères essentiels et les quelques contraintes auxquels devront satisfaire théoriquement les structures amphiphiles les mieux adaptées. Dans le premier chapitre est présentée la synthèse des amphipols ou télomères amphiphiles dérivés du THAM. La mise à disposition d’un large panel, comportant des degrés de polymérisation et des taux de greffage de chaînes hydrophobes variables, nous a amené à préparer de nouveaux agents de transfert de chaîne, lors des réactions de télomérisation radicalaires, capables de favoriser la détermination structurale des télomères ainsi synthétisés. Dans le but également de pouvoir observer le comportement de l’amphipol lors de son association à la protéine, nous avons réalisé des amphipols marqués par une sonde fluorescente. Le second chapitre traite des études physico-chimiques réalisées sur ces amphipols, notamment leur comportement en milieu aqueux. Les études biologiques menées sur ces amphipols ont nettement montré que ces structures sont capables de se complexer avec les différentes protéines membranaires testées. Le quatrième chapitre aborde la synthèse des tensioactifs hémifluorés. La synthèse de monoadduits hémifluorés dotés d’une tête polaire de type lactobionamide se distinguant uniquement par différentes queues fluorées a pu ainsi être effectuée. Les études biologiques menées sur ces composés mettent en avant l’aptitude de ces composés hémifluorés à maintenir les protéines en solution. Elles permettent également de mesurer l’impact de la longueur du chaînon hydrocarboné en bout de chaîne fluorée sur la stabilité des complexes protéiques formés

The numerous biological, chemical methods needed to extract and to preserve membrane proteins in water are presented in the introduction. We defined afterwards the essential properties of the new synthesized surfactants able to satisfy the setted constraints. Then, we described the synthesis of amphipols which are telomeric compounds derived from THAM and bearing some hydrophobic chains. We got a large panel of amphipols exhibiting variable average degree of polymerization and different grafting ratio of hydrophobic chains. These syntheses required the preparation of new tranfer reagents which participate to the radical telomerization and control the molecular mass of the telomers so obtrained. Furthermore they have to facilitate the knowledge of the amphipol structure. We grafted fluorescent probe onto the transfer agent in order to easier observe and to better understand the behaviour of amphipols towards the membrane proteins. The second chapter describes the physico-chemical tests carried out on these new amphipols and their behaviour in water. The biological studies are next presented and underlined the ability of amphipol to form complexes with different membrane proteins. The subject of the fourth chapter is the synthesis of hemifluorinated surfactants. Their typical features consists in lactobionamide derived polar head and a variable hydrophobic tail. Such hydrophobic chains can be either hydrofluorinated, fluorinated or hydrocarbonated. The results of biological studies carried out on these surfactants showed that they are able to keep membrane proteins soluble in aqueous solution. We have to underline the importance of the hydrophobic tail chemical structure on this property. The perfluorocarbon chain end-capped with an short hydrocarbon moiety is able to complex efficiently the membrane proteins without inducing any denaturation usually observed with hydrocarbon surfactants