Réalisation de nanofils de protéines

Making and caracterisation of protein nano-devices

• Auteur / Autrice : Christophe Horvath
• Direction : Vincent Forge
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique pour les sciences du vivant
• Date : Soutenance le 26/09/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie et biologie des métaux (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Franz Brückert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Forge, Charlotte Vendrely, Vincent Bouchiat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabien Miomandre, Françoise Ochsenbein

Mots clés

Mots clés libres

Nanofil

Fibre amyloïde

Complexe Fe-S

Auto-assemblage

Électronique moléculaire

Nanowire

Amyloid fibrils

Fe-S cluster

Self-assembling

Molecular electronic

Résumé

Ce travail de thèse propose de réaliser un nanofil électrique auto-assemblé constitué de protéines. L'unité de base de ce nanofil est une protéine chimère comprenant un domaine capable de former des fibres amyloïdes (Het-s 218-289) et un domaine capable d'effectuer des transferts d'électrons (une rubrédoxine). Le premier domaine permet la réalisation d'une fibre par auto-assemblage tandis que le deuxième est exposé à la surface de cette structure. Les caractéristiques redox du domaine exposé permettent aux électrons de se déplacer d'un bout à l'autre de la fibre par sauts successifs. Un tel nanofil a été créé et caractérisé par différentes techniques biophysiques. Ensuite, la preuve de la conduction des nanofils a été apportée sur des ensembles d'objets, de manière indirecte par électrochimie, et de manière directe par des mesures tension/courant. Ces travaux ouvrent la voie à la réalisation d'objets biocompatibles, biodégradables, possédant des propriétés électroniques exploitables dans des dispositifs technologiques.

The research described in this thesis aims at creating a self-assembled nanowire only made of proteins. The building block of this wire is a chimeric protein that comprises an amyloid fibril forming domain (Het-s 218-289) and an electron transfer domain (rubredoxin). The first one self-assembles in amyloid fibrils which display the second at their surface. Redox characteristics of the exposed domain allow electrons to move from one extremity of the fibril to the other by successive jumps. Such a nanowire has been created and characterized by various biophysical experiments. Then, the conductivity of the nanowires has been demonstrated on sets of wires by electrochemistry and by direct current measurements. These experiments pave the way for future design of biocompatible and biodegradable objects that possess usable electronic properties.