Les interactions et l'organisation supramoléculaire impliquées dans la formation du gel d'ovomucine : études biochmiques et biophysiques

Interactions and supramolecular organization involved in ovomucin gel formation : biochemical and biophysical studies

• Auteur / Autrice : Catherine Rabouille
• Direction : Daniel Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ovomucoïde

Colloïdes

Rhéologie

Lumière -- Diffusion

Polymérisation

Microscopie électronique

Viscosité

Électrophorèse sur gel

Protéines -- Agrégation

Dynamique moléculaire

Résumé

L'étude a porté sur le gel d'ovomucine et notamment les conditions biologiques dans lesquelles il a pu apparaître et se maintenir. L'approche a consisté en l'obtention de ce gel composé de fibres d'ovomucine par dilution du blanc d'œuf dans l'eau. Il présente une viscosité comprise entre 51 et 17 cP avec un comportement non newtonien quand il est soumis à un gradient de vitesse compris entre 0 et 300 s-1. L'analyse par gel filtration et électrophorèse montre qu'il est composé par l'ovomucine, l'ovalbumine et le lysozyme. Les interactions entre les différents constituants ont été appréhendées par les traitements du gel avec différents agents spécifiques et il a été montré que les interactions électrostatiques jouaient un rôle dans la liaison des protéines globulaires sur les molécules d'ovomucine tandis que les interactions hydrophobes semblaient intervenir au niveau de l'association des molécules d'ovomucine entre elles. Il est apparu que le caractère non newtonien du gel persistait tant que les fibres flexibles d'ovomucine étaient présentes. La deuxième partie a consisté en la purification de l'ovomucine afin de montrer que l'arrangement linéaire des molécules d'ovomucine en fibre était seul capable de donner le caractère visqueux de gel répondant ainsi à la question : l'agrégation est-elle une condition nécessaire ou suffisante à la formation d'un gel ? Pour cela, nous avons induit par un traitement thermique une agrégation non spécifique et montré qu'elle n'était pas suivie de l'augmentation de la viscosité des solutions d'ovomucine. En troisième lieu, nous avons voulu connaitre la structure de la molécule d'ovomucine, sa taille, sa forme, le mode d'association des sous unités, la flexibilité. . . Des expériences de diffusion élastique et quasiélastique de la lumière ont été réalisées sur des solutions d'ovomucine purifiées. Il s'agit d'une molécule hautement polymérisée en une structure linéaire, très flexible qui apparait comme une ''super pelote statistique'' (random coil like). L'hypothèse de cette thèse est de dire que ces molécules d'ovomucine interagissent plus ou moins spécifiquement les unes avec les autres pour former des arrangements linéaires (fibres) donnant alors les propriétés de gel.

The aim of this work was to understand in which biological conditions the ovomucin gel formation was possible. The ovomucin gel composed by ovomucin fibres obtained by dilution of hen egg white in distilled water exhibits a viscosity value comprised between 51 and 17 cP with a non newtonian behaviour when subjected to a velocity gradient from 0 to 300 s-l. When analyzed by gel filtration, it yields three majors peaks corresponding to ovomucin, ovalbumin and lysozyme. The interactions between the different components have been investigated by treating the gel with different specific agents and it has been shown that electrostatic interactions are involved in the globular proteins binding on ovomucin molecules while hydrophobic interactions take place in binding of ovomucin molecule together. It appears that the non newtonian behaviour persists if ovomucin fibres were present. The second part was the ovomucin purification in order to show that only the specific linear arrangement of ovomucin molecules was able to present viscous gel. We have induced a non specific aggregation by heating treatment and shown that it was not followed by an increase in viscosity of the ovomucin solution. In a third part, we would like to know the molecular structure of ovomucin, its size and shape, the mode of subunit association, the flexibility. . . Elastic and quasielastic light scattering experiments have been performed on purified ovomucin solution. This molecule is highly polymerized and forms a linear and flexible structure which appears as a random coil like molecule. The hypothesis of this thesis is to say that globular molecules of ovomucin interact together more or less specifically to form linear arrangement giving so the gel properties.