Effet de l'encombrement des protéines sur la diffusion des lipides et des protéines membranaires

Effect of protein crowding on lipids and membrane proteins diffusion

• Auteur / Autrice : Kodjo Mawoussi
• Direction : Patricia Bassereau, Stéphanie Mangenot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysique
• Date : Soutenance le 18/12/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique des Cellules et Cancer (Paris ; 2024-....)
• Jury : Président / Présidente : Marianne Renner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Tareste
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Charitat, Frédéric Joubert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines membranaires

Bactériorhodopsine

Mouvement brownien

Mots clés libres

Mouvement brownien

Diffusion

Modèle de Saffman-Delbrück

Suivi de particule unique (SPT)

Reconstitution de protéines membranaires

Aspiration

Brownian motion

Diffusion

Single particle tracking

Résumé

La diffusion latérale des lipides et des protéines transmembranaires est essentielle pour les fonctions biologiques. Dans le contexte cellulaire, la fraction surfacique des protéines membranaires est élevée, atteignant environ de 50 à 70% selon le type de membrane. La diffusion se fait donc dans un milieu très encombré. Le but de ce travail est d'étudier in vitro l'effet de l'encombrement des protéines sur la diffusion des protéines et des lipides. Jusqu'à présent, les mesures de diffusion latérale ont généralement été réalisées à faible densité de protéines, et l'effet de l'encombrement des inclusions membranaires ou des protéines membranaires a été peu étudié expérimentalement. Nous avons utilisé une méthode de suivi de particules uniques (SPT) pour suivre les trajectoires de la pompe à protons Bactériorhodopsine (BR) et de lipides marqués avec des quantum dots au bas de vésicules unilamellaires géantes (GUVs) en fonction de la fraction de surface totale (Ф) de BR reconstituée dans la membrane constituée par ailleurs de 1,2-Dioleoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DOPC).

Lateral diffusion of lipids and transmembrane proteins is essential for biological functions. In the cellular context, the surface fraction of membrane proteins is high, reaching approximately 50 to 70% depending on the membrane type. Therefore, diffusion occurs in a very crowded environment. The aim of this work is to study in vitro the effect of protein crowding on their own diffusion and on those of the surrounding lipids. So far, lateral diffusion measurements generally have been carried out at low protein density, and the effect of proteins crowding has not been much studied experimentally. We used a single particle tracking (SPT) method to track the trajectories of the Bacterorhodopsin (BR) proton pump and of lipids labeled with quantum dots at the bottom of giant unilamellar vesicles (GUVs) as a function of the total surface fraction (Ф) of BR reconstituted in 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) membrane.