Modèles membranaires biomimétiques pour l'incorporation du cytochrome bc1 des chaînes de transfert d'électrons photosynthétiques de Rhodobacter sphaeroides

par Jean-Baptiste Largueze

Thèse de doctorat en Biotechnologie

Sous la direction de Sandrine Morandat et de Sylviane Pulvin.

Soutenue en 2011

à Compiègne .

mots clés

• Bicouches lipidiques supportées
• Électrodes d'alumine nanoporeuses
• Modèles membranaires
• Molécules membranotopes
• Rhodobacter sphaeroides
• Cytochrome bc1
• Nanobiotechnologie
• Chimie biomimétique
• Électrochimie
• Membranes lipidiques
• Membranes (biologie)
• Alumine
• Liposomes
• Ubiquinones
• Biocapteurs
• Cytochromes
• Autoassemblage
• Fonctionnalisation des surfaces (chimie)

Résumé

La formation de bicouches lipidiques supportées est réalisée sur la surface des pores d’une électrode d’alumine nanoporeuse. Trois types de modèles membranaires ont été étudiés : une membrane reposant directement sur l’alumine et deux modèles découplés du support, soit par un assemblage biotine/streptavidine, soit par des polymères de PEG2000. La formation au sein des pores des différents modèles passe par l’utilisation de liposomes et une fusion déclenchée par l’emploi d’un agent fusogène. La caractérisation de la membrane est alors suivie par la réduction électrochimique d’ubiquinone incorporée dans les liposomes. L’emploi du modèle supporté par PEG2000 dans l’électrode en tant que biocapteur potentiel est montré pour la détection de molécules membranotropes. Finalement, la reconstitution fonctionnelle du cytochrome bc1 de Rhodobacter sphaeroides dans les modèles supportés a été testée.

Titre traduit

Biomimetic model membranes for the incorporation of the cytochrome bc1 from Rhodobacter sphaeroides photosynthetic electron transfert chains

Résumé

The realization of supported lipid bilayers was realized inside the pores of a nanoporous alumina electrode. Three kinds of model membranes were studied: an alumina supported bilayer and a biotine/streptavidin or a PEG2000 tethered bilayer. The bilayer formation inside the pores was accomplished by a PEG8000-triggered fusion of liposomes. The lipid bilayer characterization was then followed by electrochemical reduction of ubiquinone incorporated in the liposomes. The PEG2000 tethered model inside the nanoporous electrode was shown to behave as a biosensor for membranotropic molecules. At last, we tested the reconstitution of the Rhodobacter sphaeroides cytochrome bc1 inside the tethered model.