Analyse et modélisation de la résonance plasmonique de surface d’une membrane modèle formée de liposomes supportés pour l’étude de l’interaction biomoléculaire

Analysis and modeling of the surface plasmon resonance of a model membrane formed by supported liposomes for the study of biomolecular interaction

• Auteur / Autrice : Meryem Belkilani
• Direction : Carole Chaix, Adnane Abdelghani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - sciences physiques
• Date : Soutenance le 08/09/2022
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Tunis
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Analytiques
• Jury : Président / Présidente : Adriana-Erica Miele
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Carole Chaix, Adnane Abdelghani, Jasmina Vidic, Jérôme Dejeu, Kamel Alimi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jasmina Vidic, Jérôme Dejeu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomolécules

Lipides des membranes

Liposomes

Relations structure-activité

Mots clés libres

MP-SPR

Liposome

Peptide HA2

Mono-rhamnolipide

Peptide BK

Phospholipide

Streptavidine

MP-SPR

Liposome

HA2 peptide

Mono-Rhamnolipid

BK peptide

Phospholipid

Streptavidin

Résumé

Une couche de liposomes à base de phospholipides a été utilisée comme modèle de membrane biomimétique efficace pour étudier la liaison de biomolécules telles que le mono-rhamnolipide, le peptide HA2 du virus de la grippe et le peptide de la bradykinine (BK). À cette fin, une approche multiparamétrique de résonance plasmonique de surface (MP-SPR) a été employée pour surveiller les interactions biomolécules-liposomes à différentes valeurs de pH en utilisant l'enregistrement en temps réel de sensorgrammes sans avoir besoin de marquage. Des liposomes biotinylés ont d'abord été immobilisés sous forme de monocouche à la surface d'une puce SPR en or recouverte de streptavidine. Plusieurs séries de sensorgrammes avec différentes concentrations de biomolécules ont été générées. La modélisation de la couche de Fresnel à double longueur d'onde a été appliquée pour calculer l'épaisseur (d) et l'indice de réfraction (n) de la couche de liposomes afin de suivre le changement de ses paramètres optiques lors de l'interaction avec les biomolécules. Nous avons démontré la capacité de la technique MP-SPR à caractériser les différentes étapes de l'évolution de l'architecture du liposome induite par l'interaction avec les biomolécules.

A phospholipid-based liposome layer was used as an effective biomimetic membrane model to study the binding of biomolecules such as mono-rhamnolipid, influenza virus HA2 peptide and bradykinin (BK) peptide. To this end, a multiparametric surface plasmon resonance (MP-SPR) approach was used to monitor biomolecule-liposome interactions at different pH values using real-time sensorgram recording without the need for labeling. Biotinylated liposomes were first immobilized as a monolayer on the surface of a streptavidin-coated gold SPR chip. Several sets of sensorgrams with different biomolecule concentrations were generated. Dual-wavelength Fresnel layer modeling was applied to calculate the thickness (d) and refractive index (n) of the liposome layer to track the change in its optical parameters upon interaction with biomolecules. We have demonstrated the ability of the MP-SPR technique to characterize the different stages of the evolution of the liposome architecture induced by the interaction with biomolecules.