Ingénierie de la caséine β bovine : effet de la déphosphorylation et de la duplication des 6 résidus N-terminaux sur le processus de micellisation et sur le comportement à l'interface air/eau

Bovine β-casein engineering. Changes of the charges at the N-terminus : consequences on the micellisation process and the behavior at the air/water interface

• Auteur / Autrice : Stéphane Gangnard
• Direction : Thomas Haertlé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes....-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Micelles

Aliments -- Biotechnologie

Caséine

Résumé

L'objectif de ce travail de thèse était de comprendre le rôle joué par les charges négatives des groupes phosphate de la partie N-terminale dans certaines des propriétés de la caséine β. Une forme non phosphorylée (WT) a été obtenue par l'expression hétérologue chez E. Coli. Un mutant (MU), possèdant 3 charges négatives supplémentaires en position N-terminale par rapport à WT, a été construit par mutagénèse dirigée et a également été exprimé chez E. Coli. Nous avons montré que la micellisation dépendante de la température de la caséine  était fortement altérée par l'absence de groupes phosphate (WT) et par la duplication des 6 résidus N-terminaux (MU). L'étude structurale a établi que ces modifications de comportement d'agrégation était en partie dues à des modifications de structure successives, induites par l'absence de phosphorylation et par la duplication de séquence. Par ailleurs, l'étude du comportement à l'interface air/eau a montré que la concentration de surface était directement liée au nombre de charges en position N-terminale. Au contraire, la rigidité de la monocouche de caséine  à la surface de l'eau dépend non seulement des charges apportées par la partie N-terminale mais également de facteurs structuraux. Nos travaux ont également montré que la levure Yarrowia lipolytica n'était pas un hôte capable d'exprimer la caséine β.

The aim of this thesis work was to understand the role played by the charges of the phosphate groups of the N-terminal part in some of β-casein properties. An unphosphorylated form (WT) was obtained using the heterologous expression in the procaryotic host E. Coli. A mutant (MU) with 3 additional negative charges at N-terminal position as compared with WT was built by site-directed mutagenesis and also expressed by E. Coli. We showed that the temperature-dependent micellization of β-casein was strongly altered by the absence of phosphate groups (WT) and by the presence of 3 additional negative charges (MU). The structural study showed that these modifications of aggregation behavior were partly due to successive modifications of structure, induced by the absence of phosphorylation and by the sequence duplication. In addition, the study of the behavior to the air/water interface showed that the surface concentration was directly related to the number of charges at N-terminal position. On the contrary, the rigidity of β-casein monolayer at the surface of water not only depends on the charges brought by the N-terminal part but also on structural factors. Our work also demonstrated that the yeast Yarrowia lipolytica was not able to express β-casein