L'alpha-lactalbumine : susceptibilité à la protéolyse liée aux changements conformationnels induits thermiquement : Recherche de peptides à activité anti-oxydante

par Marie-Andrée N'Ngue

Thèse de doctorat en Biochimie

Sous la direction de Jean-Luc Gaillard.

Soutenue en 2006

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Antioxydants
• Protéines du lait
• Lactalbumines
• Dichroïsme circulaire
• Réactions radicalaires
• Protéines -- Dénaturation (chimie)

Résumé

Les modifications structurales de l'a-lactalbumine bovine, connue pour sa résistance aux protéases, ont été étudiées à différentes températures (25–70°C), par dichroïsme circulaire et par une approche protéolytique utilisant une enzyme thermostable, la thermolysine (EC 3. 4. 24. 27). Les peptides variés produits lors des hydrolyses ont été identifiés par spectrométrie de masse. L'a-lactalbumine, résistante à l'hydrolyse à 25°C, devient sensible à partir de 40°C, car elle adopte un état dénaturé de type globule fondu tout en conservant son calcium chélaté. Cet état est majoritaire à 70°C, température à laquelle la protéine est totalement hydrolysée dès 1 min. Les régions amino-terminale 1-58 et carboxy-terminale 95-123 de l'a-lactalbumine dans son état dénaturé sont rapidement hydrolysées, alors que la région centrale, qui inclut le site de fixation du calcium, est plus résistante à l'hydrolyse à 70°C. Des peptides à activité anti-oxydante ont été identifiés dans des hydrolysats thermolysiques d'a-lactalbumines bovine et équine. Leur concentration peptidique diminuant de 50% la concentration du cation radicalaire généré à partir de l'acide 2,2'-azinobis[3-éthylbenzothiazoline-6-sulfonique] est inférieure à 10 mM. Ces peptides anti-oxydants, homologues pour les deux espèces, sont en général courts et renferment dans leurs séquences un ou deux résidus d'acides aminés aromatiques ou un pont disulfure. L'hydrolyse de l'a-lactalbumine à haute température par une protéase thermostable permet donc de générer des peptides à activité anti-oxydante.

Titre traduit

The alpha-lactalbumine : susceptibility to the proteolysis related to the thermically induced conformational changes : Search for peptides with antioxydant activity

Résumé

The structural modifications of bovine a-lactalbumin, known for its resistance toward proteases, were studied at various temperatures (from 25 to 70°C) by circular dichroism and by proteolytic approach using a thermostable enzyme, thermolysin (EC 3. 4. 24. 27). The various peptides produced during the hydrolyses were identified by mass spectrometry. A-Lactalbumin, resistant toward the hydrolysis at 25°C, becomes sensible from 40°C, because it adopts a molten globule-like state (MG) while preserving its chelated calcium. The MG-like state is the main form at 70°C and the protein is completely hydrolysed for 1 min of incubation at this temperature. The 1-58 amino-terminal and 95-123 carboxy-terminal regions of a-lactalbumin in its MG-like state are quickly hydrolysed by thermolysin, whereas the central region, which includes the binding site of calcium, is more resistant toward the hydrolysis at 70°C. Peptides with antioxidant activity have been identified in thermolysic hydrolysates from bovine and equine a-lactalbumins. Their concentration that decreases by 50% the concentration of the 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) radical cation is lower than 10 mM. These antioxydant peptides, that are homologous for the two species, are in general short and contain within their sequences one or two aromatic amino acid residues or a disulphide bridge. To conclude, the hydrolysis of a-lactalbumin at high temperature by a thermostable protease makes it possible to generate peptides with antioxidant activity.