Protéolyse enzymatique d'un gel : microrhéologie et mécanisme de dégradation

par Giulia Fadda

Thèse de doctorat en Biophysique

Sous la direction de Véronique Larreta-Garde.

Soutenue en 2002

à Cergy-Pontoise .


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  • Résumé

    La matrice extracellulaire est un réseau complexe de macromolécules qui enveloppe les cellules et isole les organes. Cette matrice est composée d'un ensemble de protéines et de polysaccharides variés qui sont sécrétés localement par les cellules et assemblés en un réseau organisé, en association étroite avec la cellule qui les a produits. Certains processus biologiques comme l'invasion cellulaire, impliquée notamment dans les métastases, nécessite que la cellule traverse cette barrière physique. Pour cela la cellule produit des enzymes (protéinases) catalysant l'hydrolyse des protéines et provoquant la dégradation et la liquéfaction du gel. L'étude de ce phénomène a été entreprise sous deux aspects différents. Le premier volet de ce travail concerne le développement d'un outil expérimental permettant de sonder les propriétés rhéologiques d'un gel à une échelle proche de celle d'une cellule. Pour cela nous avons réalisé des expériences de diffusion quasi-élastique de la lumière sur des particules sondes d'un diamètre de 0. 5 micron dans des solutions de gélatine (collagène dénaturé). Nous avons étudié la façon dont la dynamique de ces particules est affectée par la gélification de la solution et notamment par le comportement critique des grandeurs rhéologiques (viscosité et module élastique). Certains aspects techniques liés à la non-ergodicité du gel sont discutés. Le second volet concerne l'étude expérimentale du mécanisme de dégradation d'un gel de gélatine par la thermolysine. Sous l'action de cette enzyme une transition inverse de la gélification est observée. Au moyen de la technique de microrhéologie préalablement développée, nous avons montré que pour de très faibles concentrations en enzyme ([E] de l'ordre du nanomolaire) la vitesse de dégradation enzymatique varie comme [E]ø, alors qu'un mécanisme classique laisse prévoir un comportement linéaire. Ce résultat s'interprète en envisageant un mécanisme de dégradation limité par une diffusion anormale et sous-diffusive de l'enzyme dans le gel. Cette diffusion anormale a été mise en évidence par des mesures de corrélation de fluorescence en microscopie biphotonique sur des enzymes marquées.

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Informations

  • Détails : 136 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Université de Cergy-Pontoise. Bibliothèque universitaire. Site de Saint-Martin.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS CERG 2002 FAD
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