Auto-assemblage d'une protéine fongique, l'hydrophobine SC3, aux interfaces : Applications à l'élaboration de surfaces catalytiques

par Yohann Corvis

Thèse de doctorat en Chimie et physicochimie moléculaires

Sous la direction de Ewa Rogalska.

Soutenue en 2005

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Hydrophobines
• Protéines -- Agrégation
• Autoassemblage
• Chimie supramoléculaire
• Interfaces (sciences physiques)
• Électrocatalyse
• Biocapteurs
• Bioréacteurs
• Matériaux électrooptiques

Résumé

Le travail réalisé a permis de mieux appréhender les mécanismes régissant l'auto-assemblage interfacial d'une protéine fongique, l'hydrophobine SC3. Ces études fondamentales ont été suivies par des travaux à caractère appliqué, visant l'utilisation de l'hydrophobine en tant qu'agent fixateur de molécules sur différents supports solides. Ainsi, des molécules aussi diverses que des enzymes, un dérivé de fullerène, ou encore des macrocycles tels que des dérivés de calixarène et de cyclodextrine dotés de propriétés de complexation de cations métalliques, ont été immobilisées sur des surfaces en carbone, platine, polytétrafluoroéthylène, polystyrène ou encore acier inoxydable. Par ailleurs, l'utilisation de l'hydrophobine SC3 portant des groupements sulfonates issus de l'oxydation des groupements sulfhydryles des cystéines, a permis l'immobilisation directe d'ions cuivriques dans une matrice mixte hydrophobine - membrane lipidique. Les résultats obtenus montrent que les différentes techniques d'immobilisation utilisées sont intéressantes pour la préparation de systèmes fonctionnels tels que les interrupteurs moléculaires électro-optiques, ou les capteurs électrochimiques basés sur des processus catalytiques.

Titre traduit

Self-assembly of a fungal protein, the SC3 hydrophobin : towards elaborating of catalytic surfaces

Résumé

The work performed in this thesis allowed understanding of the interfacial self-assembly of a fungal protein, SC3 hydrophobin, at a deeper mechanistic level. These fundamental studies were the starting point of an applied research on the possibilities of using hydrophobin as an agent retaining different molecules on solid surfaces. It was shown that enzymes, fullerene, calixarene and cyclodextrin derivatives could be immobilized on carbon, platinum, polytetrafluoroethylene, polystyrene or stainless steel surfaces, yielding functional materials. Moreover, it was shown that the SC3 hydrophobin with eight cystein sulfhydryl groups oxidized to sulfonates chelates cupric ions. The SC3-CuII incorporated in a lipid cubic phase deposited on electrodes formed a reversible, biomimetic redox system. The results obtained in this work show a way to easily manufacture stable surfaces with possible applications in electro-optical switching and electrochemical sensing.