Caractérisation de l'interaction de l'ampullosporine A avec différents environnements membranaires : relation séquence-activité in planta de peptaïbols naturels ou synthétiques

Caracterization of the interaction of ampullosporin A in different egg yolk phosphatidylcholine environments : in planta, sequence -activity relationships of natural or synthetic peptaibols

• Auteur / Autrice : Marguerita Eid
• Direction : Laure Béven, Daniel Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Membranes (technologie)

Membranes (biologie)

Peptaïbols

Peptides

Mots clés libres

Ampullosporine

Membranes biomimétiques

Résonance des plasmons de surface

Recouvrement de fluorescence après photoblanchiment

Résumé

Les peptides antimicrobiens constituent un réservoir d’antibiotiques naturels susceptibles de lutter contre les agents pathogènes. Les peptaïbols constituent une classe importante de peptides antimicrobiens. Ils possèdent des propriétés antibactériennes, antifongiques et des propriétés élicitrices des réponses de défense végétales. Leur caractère amphipathique leur permet de s’auto-assembler dans les membranes biologiques et pour certains d’entre eux de créer des pores voltages-dépendants. Les travaux ont porté sur l’interaction de l’ampullosporine A avec différents systèmes mimétiques de membranes biologiques afin de décrypter son mécanisme d’action. Nous avons ensuite étudié l’éventuelle corrélation entre l’action membranaire et les activités in planta. Les différents modèles membranaires utilisés sont : les bicouches hybrides, les bicouches lipidiques découplées de leur support, les monocouches à l’interface air/eau et les vésicules lipidiques. Nous avons démontré, qu’en absence de différence de voltage transmembranaire, l’ampullosporine A adopte un mode d’action de type détergent aboutissant à un processus de micellisation. Nous avons également démontré qu’il existe une corrélation entre l’activité membranaire et les activités vis-à-vis des plantules d’Arabidopsis thaliana. La capacité de formation de canaux voltage-dépendants des peptaïbols semble être responsable de leur activité in planta. D’autre part, le mécanisme d’action de type détergent participe également à cette activité biologique. La longueur du peptaïbol, la présence d’acides aminés α-aminoisobutyriques et le caractère hydrophobe sont des déterminants importants de l’activité des peptaïbols in planta.

Peptaibols constitute a family of peptide antibiotics of fungal origin. They show interesting physico-chemical and biological activities depending on structural properties, responsble for their ability to form pores in membranes. In order to understand the lipid binding behavior of Ampullosporin A, we studied its interactions with different Egg Yolk Phosphatidylcholine environments. Furthermore, we expolored the correlation between the interaction of peptaibols with biomimetics membranes and their activity in planta. The various lipidics environments used were : hybrid bilayer membrane, supported biomimetic tethered bilayers, lipid monolayer at the air/water interface and lipid vesicles. Our results show that in absence of voltage, Ampullosporin A act in a « detergent-like » manner leading to membrane disruption. In addition, we demonstrated the existence of a direct correlation between the effect of peptaibols on biological membranes and their activity in planta. The length of peptaibols, the presence of α-aminoisobutyric amino acid residues and their hydrophobic nature are essential determinants of their activity in planta.