Mécanismes moléculaires de l'agrégation de l'insuline induite par la surface des matériaux
Auteur / Autrice : | Laurent Nault |
Direction : | Franz Brückert, Yves Bréchet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 24/10/2012 |
Etablissement(s) : | Grenoble |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique |
Jury : | Président / Présidente : Vincent Forge |
Examinateurs / Examinatrices : Franz Brückert, Yves Bréchet, Arnaud Bahuon, Arnaud Ponche | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Hilal a. Lashuel, Severine Sigrist |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
L'agrégation protéique induite par la surface des matériaux est un phénomène important dans la stabilité des protéines thérapeutiques. En utilisant l'insuline humaine, nous avons étudié les phénomènes agrégation en présence de surfaces neutres hydrophobes ou hydrophiles et avons montré que la nucléation a lieu sur les surfaces hydrophobes que l'on soit à pH 2.5 ou 7.3. Nous avons montré que l'énergie d'activation de la nucléation est abaissée sur surface hydrophobe. De plus, il apparait que l'agitation de la solution a des effets antagonistes. En particulier, les forces hydrodynamiques de cisaillement détachent de la surface les fibres. Par Résonance Plasmonique de Surface, spectroscopie infrarouge et microscopie à fluorescence, nous avons pu définir les étapes moléculaires ayant lieu à l'interface matériaux hydrophobe/solution. L'insuline s'adsorbe tout d'abord rapidement sur la surface, puis s'accumule lentement parallèlement à une transition de la structure α initiale vers une structure β, aboutissant à la formation de fibres amyloïdes. Par la suite, nous avons étudié le mécanisme d'action d'un peptide connu pour accélérer l'agrégation de l'insuline (LVEALYL). Ce peptide s'adsorbe de façon stable sur la surface hydrophobe en structure β et facilite l'accumulation d'insuline. De plus, il apparait que la séquence du peptide n'est pas essentielle à son action car différents peptides adoptant une structure β sur la surface sont également capables d'induire l'agrégation de l'insuline. La présence de prolines aboli cette action. Ces résultats apportent d'importantes informations sur les mécanismes moléculaires d'auto-association de l'insuline. L'hydrophobicité du matériau facilite le dépliement de l'insuline adsorbée, aboutissant à l'exposition du segment LVEALYL. Cette séquence facilite la propagation du changement de conformation vers les molécules nouvellement adsorbées. Agir contre ce phénomène pourrait permettre de stabiliser les solutions protéiques.