Etude des effets du milieu extérieur sur les propriétés structurales et dynamiques de la molécule d'hémoglobine

par Said El Antri

Thèse de doctorat en Biophysique moléculaire

Sous la direction de Bernard Alpert.

Soutenue en 1990

à Paris 7 .

mots clés

• Dynamique conformationnelle
• Hémoglobine
• Solvants organiques
• Dynamique moléculaire

Résumé

Les interactions protéine-solvant sont a l'origine de toutes une série de perturbation intra-protéiques. Ce travail révèle un grand nombre des modifications induites par le solvant sur la molécule d'hémoglobine. Par l'analyse des paramètres spectraux infrarouge de la vibration d'élongation des groupes S-H dans HB02 et HBCO nous avons montre que, lors de la variation du pH, la molécule d'hémoglobine change de conformation tertiaire et quaternaire. Plus l'affinité de la macromolécule est élevée (haut pH) plus le contact quaternaire alpha 1 beta 1 est relâché et la sous-unité alpha contractée. Certains solvants organiques ont des effets analogues au pH. Les amides, qui diminuent la P50, induisent un affaiblissement au niveau du contact alpha 1 beta 1 et un renforcement au niveau de la chaine alpha. Les alcools qui augmentent la P50, induisent un effet inverse. L'investigation des vibrations des résidus aromatiques (tyrosine, tryptophane) de HB02 a pu être faite par spectroscopie Raman résonant dans l'ultraviolet. Nous avons montre que la variation du milieu extérieur (pH, présence d'un effecteur allostérique IHP, affectent les environnements locaux de ces résidus. Ces modifications locales seraient dues a des réarrangements, partiels ou globaux de la macromolécule. L'effet du milieu sur la forme de la protéine a été entreprise par des mesures hydrodynamiques. La détermination de la viscosité intrinsèque nous révèle que les alcools la diminuent et les amides l'augmentent. De plus la concentration d'eau dans le voisinage immédiat de la protéine est plus important en présence des amides qu'en présence des alcools. Les mesures des cinétiques d'échange isotopique H-D entre la protéine et le milieu extérieur module les fluctuations de la protéine. Et la réorganisation structurale de la protéine avec le pH permet de corréler la dynamique protéique a sa structure. Les variations d'affinité de la molécule d'hémoglobine pour ses ligands pourraient être en liaison avec l'organisation subtile entre la structure et la dynamique.

Titre traduit

Study of the exterior solvent effect on the structures and dynamics of the hemoglobin molecule

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