Nouvelles voies d'hydrolyse des proteines alimentaires, induites par : esterification du substrat (beta-lactoglobuline, caseine beta) mutagenese dirigee de la protease (trypsine)

par Loïc Briand

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Jean-Marc Chobert.

Soutenue en 1996

à Nantes .

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Résumé

Les etudes menees visent a obtenir des derives peptidiques nouveaux issus de l'hydrolyse des proteines du lait. Deux approches complementaires ont ete explorees. La premiere concerne l'appreciation de l'impact de l'esterification sur l'hydrolyse pepsique et trypsique de la beta-lactoglobuline et de la caseine beta. Lors de cette etude, il a ete mis en evidence que l'esterification pouvait constituer un moyen astucieux pour augmenter la sensibilite d'une proteine a l'hydrolyse enzymatique et que cette modification chimique douce suivie d'une proteolyse permettait d'induire des sites de clivage nouveaux et par consequent des peptides nouveaux. Vingt-deux sites de clivages pepsiques nouveaux ont ete induits par l'esterification de la beta-lactoglobuline. Huit d'entre eux renferment un acide dicarboxylique ou deux dont l'esterification peut rendre la liaison peptidique sensible a l'attaque pepsique. Une etude comparative a ete realisee avec la caseine beta. La seconde approche concerne l'utilisation de l'ingenierie genetique de la trypsine pour la creation de nouvelles specificites proteolytiques afin d'obtenir des sites de clivage nouveaux. Pour etudier l'influence du residu acide aspartique 189 et de son voisinage sur la specificite de reconnaissance, six mutants de la trypsine anionique de rat ont ete concus. Le premier est le resultat d'une inversion de la sequence k188-d189d188-k189. Les autres presentent en position 188 les residus prolyle, histidyle, tyrosyle, phenylalanyle ou tryptophanyle a la place du residu lysyle. La trypsine native de rat et les mutants ont ete exprimes et secretes dans l'espace periplasmique d'escherichia coli. Apres avoir purifie les proteases par chromatographies d'echange d'ions puis d'affinite, leurs proprietes catalytiques ont ete etudiees en utilisant des substrats synthetiques et un substrat naturel, la caseine beta. Des cinetiques d'hydrolyse de la proteine ont ete realisees a differents ph (7, 8, 9 et 10) et les hydrolysats ont ete analyses par spectrometrie de masse. Malgre une forte diminution de l'activite enzymatique, les peptides trypsiques attendus ont ete obtenus et des changements dans les ph d'activite optimum ont ete observes. Les mutants k188f, k188y et k188w se caracterisent, a certains ph, par la liberation de peptides resultant de clivages essentiellement de type chymotrypsique

Titre traduit

New ways of food proteins hydrolysis induced by: esterification of the substrate (beta-lactoglobulin, beta-casein) site-directed mutagenesis of the protease (trypsin)

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