Biophysical investigations of the LAH4 family peptides : enhancer of gene delivery, from peptide-peptide interactions to peptide-membrane interactions

by Justine Wolf

Doctoral thesis in Biophysique

Under the supervision of Burkhard Bechinger and Regine Süss.

defended on 20-09-2018

in Strasbourg , under the authority of École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) , in a partnership with Institut de chimie (Strasbourg) (laboratoire) .

Thesis committee President: Antoine Kichler.

Examiners: Jeremy Lakey, Christina Sizun.

  • Abstract

    The LAH4 family consists of cationic amphiphilic peptides with propensity to fold in α-helical secondary structures. They contain histidines allowing the modulation of their interactions in a pH dependent manner in the physiological range. In membranes, at neutral or acidic pH the peptide assumes a transmembrane or an in planar configuration, respectively.In the field of gene delivery systems, peptides like LAH4 are used. They are able to firstly interact with different cargoes in order to form stable complexes, then interact with the cell membrane, and finally, promote to escape from the endosome.This PhD has been divided into three parts in order to characterize, with biophysical methods, the interactions occurring during the delivery of these gene systems: peptide-peptide interactions with a focus on the study of VF1 fibre formation; peptide-membrane interactions: with the investigation of the effect of LAH4L1 in different membranes; and peptide-DNA interactions, where the interactions of LAH4L1 with a small DNA fragment were measured.

  • Alternative Title

    Etude biophysique de peptides de la famille du LAH4 : un amplificateur de systèmes de transport de gènes, de l’interaction peptide-peptide à l’interaction peptide-membrane

  • Abstract

    Les peptides de la famille du LAH4 sont des peptides cationiques capables de se replier en hélice α amphiphile. Ces peptides sont riches en histidines ce qui permet de moduler les interactions de ces peptides de manière pH dépendante et dans une gamme physiologique. Leurs capacités à interagir et perturber les membranes ont été utilisées pour divers applications biologique, et notamment pour l'amélioration de systèmes de transport de gènes.Le travail de cette thèse a été divisé en trois parties dans le but de caractériser de manière biophysique les différentes interactions ayant lieu lors de la livraison du système de transport de gènes à l’intérieur d’une cellule. L’interaction peptide-peptide : avec l’étude de l’agrégation en fibrilles de la VF1 ; l’interaction peptide-membrane : avec l’effet du LAH4L1 en présence de membranes ; et l’interaction peptide-ADN : avec le suivit de l’interaction entre le LAH4L1 et de l'ADN.

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