Systèmes modèles de membranes et potentiel de pénétration de polypeptides

Model lipid systems and their interactions with polypeptides

• Auteur / Autrice : Andreas Weinberger
• Direction : Carlos Manuel Marques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 30/09/2013
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Jörg Baschnagel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luis Bagatolli
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sébastien Lecommandoux, Mireille Claessens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptides

Transport biologique

Liposomes

Composés amphiphiles

Membranes lipidiques

Mots clés libres

Vésicules géantes unilamellaires

Bicouche lipidique

Gonflement

PVA

Polypeptides

Glycolipides

Phospholipides

Giant Unilamellar Vesicles

Lipid membranes

PVA-assisted swelling

Spontaneous swelling

Arginine-rich polypeptides

Cargo-delivery

Glycolipids

Amide-bearing phospholipids

Résumé

Les vésicules géantes unilamellaires (GUV) permettent d’étudier efficacement les interactions entre les lipides et les peptides. Dans ce manuscrit, il a été montré que les interactions attractives lipides-peptides sont supprimées par l’attachement de polypeptides de type élastine (ELP) sur des peptides riches en arginine et peuvent être modulées par l’auto-assemblage en micelles ainsi que par le nombre de groupements arginine dans la séquence des peptides capables de pénétrer les cellules. De plus, une nouvelle méthode pour former des GUV à partir de systèmes complexes en seulement quelques minutes a été développée. Cette méthode est basée sur le gonflement d’un film de PVA sous une bicouche lipidique. Elle supprime la dégradation des molécules pendant la formation des GUV de lipides synthétiques, tels que des glycolipides et des phospholipides portant des groupements amides, où les méthodes traditionnelles ne réussissent pas à produire des vésicules non endommagées.

Giant Unilamellar Vesicles (GUVs) are a valuable tool to study lipid bilayer-biomolecule interactions in simplified cell-like model systems. In this work, a new method to efficiently form GUVs within minutes from more complex systems was developed. This method is based on swelling of a PVA-film under a lipid bilayer and minimizes damage of involved molecules during GUV formation. It also opens up many interesting perspectives for the formation of GUVs composed from new classes of synthetic lipids, such as glycolipids and amide-bearing phospholipids, where the traditional methods fail to efficiently produce “undamaged” vesicles. GUVs were also used for studying lipid-peptide interactions of a new class of elastin-like polypeptides functionalized with arginine-rich residues. It is shown that attractive interactions between lipids and peptides are suppressed by cargo-attachment and can be tuned by self-assembly into micelles and the arginine-amount of the cell penetrating residue.