Évaluation de polymères amphiphiles pour l’extraction, la purification et la caractérisation de protéines membranaires d’intérêt thérapeutique

Evaluation of amphiphilic polymers for the extraction, purification and characterization of membrane proteins of therapeutic interest

• Auteur / Autrice : Lucile Guyot
• Direction : Renaud Wagner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies
• Date : Soutenance le 28/01/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biotechnologie et signalisation cellulaire (Strasbourg ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Thomas Grutter
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Manuela Zoonens, Jean-Louis Banères

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surfactants biologiques

Composés amphiphiles

Emploi en thérapeutique

Protéines membranaires

Mots clés libres

Protéines membranaires eucaryotes

Pichia pastoris

Polymères amphiphiles

Solubilisation

Purification

Caractérisation moléculaire

Eukaryotic membrane protein

Pichia pastoris

Amphipathic polymers

Solubilization

Purification

Molecular characterization

Résumé

Au cours de deux dernières décennies, des approches alternatives à l’utilisation de détergents ont été développées pour l’étude de protéines membranaires en solution, dans le but de reproduire un environnement lipidique plus stable et plus proche des membranes biologiques. Récemment, de nouveaux polymères amphiphiles ont ainsi été décrits avec la capacité de déstabiliser les membranes biologiques et de générer des nanoparticules lipidiques contenant les protéines d’intérêt. Si cette approche semble particulièrement prometteuse, peu de données sont disponibles quant à l’obtention et à l’étude de telles particules contenant des protéines membranaires eucaryotes produites dans des systèmes d’expression eucaryotes, et en particulier dans la levure Pichia pastoris. L’objet de cette étude est d’évaluer l’efficacité de ce type de polymères pour l’extraction et la purification de deux protéines modèles produites dans le système P. pastoris, à savoir le récepteur à l’adénosine A2A et le canal perméable au calcium Transient Receptor Vanilloid 4 (TRPV4). En comparaison avec des approches basées sur les détergents, notre but est d’évaluer la performance de ces molécules dans le cadre d’études fonctionnelles et structurales de ces protéines membranaires en solution.

Within the last two decades, alternative approaches to detergent have been developed for the study of membrane proteins in solution, with the goal to better mimic the natural lipidic environment of the membrane and to improve the stability of the protein. Recently, new amphipathic polymers have been described for their effective capacity to isolate membrane proteins of interest within nanolipidic particles. Although this approach seems particularly promising, few data are available regarding the generation and the study of such particles containing eukaryotic membrane proteins produced with eukaryotic expression systems, and in particular with the yeast Pichia pastoris.The aim of this study is thus to evaluate the performance of such polymers for the extraction and purification of two model membrane proteins produced in the P. pastoris system, namely the adenosine A2A receptor and the calcium permeant channel Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4). In comparison with detergent-based approaches, we investigate the suitability of such molecules for the isolation and functional and structural characterization of these two membrane proteins.