Formation et caractérisation d'empreintes moléculaires à la surface de bicouches lipidiques supportées

par Bastien Seantier

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Gero Decher.

Soutenue en 2004

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Ce travail explore une nouvelle méthode de création d'empreintes moléculaires sur surfaces basées sur la réorganisation de la surface induite par un template. Des bicouches lipidiques, concidérées comme un liquide bi-dimensionnel, sont utilisées pour induire une séparation locale et leur transition vers une phase gel pour stabiliser la structure imposée par le template. Ainsi, le processus réversible d'impression est basé sur la transition principale des lipides d'une phase fluide vers une phase gel. Des lipides seuls ou des mélanges de lipides, ayant une température de transition de phase (Tm) proche de la température ambiante, sont utilisés. La composition des membranes lipidiques est responsable de la reconnaissance structurale (têtes) et topologique (longueur des chaînes aliphatiques). Suite au peu de connaissances sur la préparation et les propriétés de ces systèmes, une étude de la formation de bicouches lipidiques supportées (SLBs) proche de leur Tm a été initiée. L'influence des paramètres expérimentaux, tels que la composition et le pH du tampon, la concentration des vésicules, la température et la structure chimique des lipides sur le mécanisme et la cinétique de formation des SLBs, a été étudiée par microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation (QCM-D). Les résultats montrent en détail comment la formation des SLBs depend des paramètres et, ils permettent de spéculer sur un mécanisme de la formation des SLBs. Ensuite, la formation d'empreintes de deux protéines (un inhibiteur de la trypsine et l'annexine V) a été étudiée avec deux mélanges de lipides. Nous avons développé un protocole expérimental pour analyser leur interaction. Les résultats montrent la présence d'empreintes à la surface des SLBs, la reproductibilité et la réversibilité du processus d'impression. Cependant, les expériences préliminaires soulignent le fait que les empreintes ne sont pas encore hautement spécifiques et que le système lipidique doit être optimisé.

  • Titre traduit

    Formation and characterization of molecular imprints on supported lipid bilayer surface


  • Résumé

    This work explores the first step towards a new method for creating molecular imprints on surfaces based on template-induced surface reconstruction. Mixed lipid bilayers are used as a two-dimensional liquid for inducing local demixing and their transition to a gel phase for stabilizing the template-imposed structures. Thus the reversible imprinting process is based on the fluid to gel main transition of lipids, especially phospholipids. Single lipids or lipid mixtures having a phase transition temperature near the ambient temperature are used. The composition of lipid membrane is responsible for the structural fit (lipid headgroups) and a topological fit (legth of aliphatic chains). Since very little is known about the preparation and properties of such systems, a study of the formation of supported lipid bilayers (SLBs) close to their phase transition temperature was initiated. The influence of experimental parameters such as composition and pH of the buffer, the vesicle concentration, temperature and the chemical nature of the lipids on the mechanism and the kinetics of the SLB formation have been studied by dissipation enhenced quartz crystal microbalance (QCM-D), atomic force microscopy (AFM) and fluorescence microscopy. The results show in detail how the formation of SPBs depends on experimental parameters and allow to speculate on a more detailed mechanims of SPB formation. Then, the imprint formation of two proteins (trypsin inhibitor and annexin V) have been studied with two lipid mixtures. We have developed an experimental protocol to analyse their interaction. The results show the presence of molecular imprints at the surface of lipid membranes, the reproducibility and the reversibility of molecular imprinting process. However, the preliminary experiments exhibit the fact that the imprints are not yet highly specific and that the lipid system needs to be optimised further.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2004;4636
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