Thèse soutenue

Etude théorique de la solvatation d'acides aminés avec un modèle minimaliste
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Auteur / Autrice : Jean-Paul Becker
Direction : Bernard Maigret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie informatique et théorique
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'effet hydrophobe est reconnu comme l'un des principaux phénomènes qui guident une protéine lors de son repliement vers sa conformation native en milieu aqueux. Nous nous intéressons aux origines thermodynamiques de l'effet hydrophobe au travers d'une étude théorique comparative des transferts en solution d'acides aminés hydrophobes et d'acides aminés hydrophiles en fonction de la température. Les acides aminés et le solvant sont représentés par un modèle gros grain en deux dimensions. Les valeurs moyennes des grandeurs thermodynamiques associées au transfert en solution des acides aminés et de composés homologues de leur chaîne latérale sont calculées au cours de simulations de type Monte Carlo dans l'ensemble isotherme isobare. On observe un bon accord qualitatif entre les valeurs expérimentales des enthalpies libres d'hydratation des chaînes latérales et les valeurs calculées avec le modèle par intégration thermodynamique. L'étude des différentes contributions thermodynamiques permet de mettre à jour l'importance relative et l'évolution avec la température des effets enthalpiques et entropiques sur les enthalpies libres de transfert. La distribution des molécules d'eau dans l'environnement d'un acide aminé hydrophobe, l'isoleucine, et d'un acide aminé hydrophile, la glutamine, est étudiée en calculant des cartes en deux dimensions en fonction de leur nombre de liaisons hydrogène. Ces cartes permettent en grande partie d'expliquer les différences observées dans la thermodynamique du transfert en solution de l'isoleucine et de la glutamine par les spécificités de leur influence sur la structure du solvant dans leur environnement.