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Appel à projets générique 2016 - DFG (ANR-DFG) 2016
Projet FLUOR

Tensioactifs Fluorés pour l’Étude de Protéines Membranaires

Les protéines membranaires ont un rôle essentiel dans la communication cellulaire et les processus de transport et de ce fait représentent la majorité des cibles thérapeutiques actuelles. Malheureusement, les progrès dans notre connaissance et notre compréhension de leurs structures, dynamique et fonctions sont actuellement insuffisants, principalement en raison de difficultés expérimentales dues à leur nature très hydrophobe.

En effet, afin de les manipuler in vitro et de les conserver à la fois solubles et actives, ces protéines nécessitent un environnement qui mime la membrane. Traditionnellement, ceci est réalisé à l'aide de composés tensioactifs, appelés détergents, qui sont capables de les extraire de la membrane puis de les maintenir solubles. Cependant, de nombreuses protéines se dénaturent une fois extraites par ces mêmes détergents, et perdent alors leur structure et leur fonction native.

Ces observations ont motivé des recherches dont le but est de proposer des alternatives plus douces aux détergents classiques, parmi lesquelles les tensioactifs fluorés semblent particulièrement prometteurs. En raison de la faible affinité des segments perfluorés vis-à-vis de ceux hydrogénés et au plus grand volume occupé par les chaines fluorées par rapport aux chaines hydrogénées, les tensioactifs fluorés sont considérés comme moins dénaturants que les détergents classiques. De nombreux exemples rapportent une stabilité accrue des protéines membranaires solubilisées en tensioactifs fluorés. Ceci provient du fait qu’ils entrent moins en compétition avec les interactions protéine-protéine et protéine-lipides/cofacteurs hydrophobes, interactions qui stabilisent l’édifice protéique. Cependant, le principal inconvénient à l’utilisation des tensioactifs fluorés réside dans la nécessité d’extraire la protéine de la membrane par des détergents conventionnels, puis de la transférer en tensioactifs fluorés à un stade ultérieur du processus de purification. D’autre part à ce stade, les protéines les plus sensibles ont déjà subi des dommages irréversibles.

Nous avons très récemment démontré que contrairement à ce qui est communément admis, la nature fluorée des parties hydrophobes des tensioactifs fluorés ne compromet en rien leur capacité à dissoudre des membranes artificielles. Les tensioactifs fluorés pourraient donc présenter à la fois des propriétés extractantes et stabilisantes vis-à-vis de protéines membranaires.

Dans ce projet, notre objectif est de poursuivre nos efforts pour développer et tester des détergents fluorés (i) synthétisable en quantité et en pureté suffisante pour permettre une utilisation rapide dans la communauté scientifique; (ii) capable d’afficher des propriétés d’auto-assemblage compatibles avec des analyses structurales des protéines membranaires par cristallographie aux rayons X notamment; (iii) capable également de se partitionner et de solubiliser les bicouches lipidiques de façon rapide et de façon thermodynamiquement contrôlée; (iv) d’extraire les protéines membranaires directement à partir de membranes natives ou synthétiques sans nécessiter l’ajout de détergents; et (v) d’offrir un environnement stabilisant pour les protéines ainsi extraites afin qu’elles conservent leur structure et leur fonction native sur des plages de temps compatibles avec leur étude fonctionnelle et structurale.
De tels détergents fluorés ouvriraient de nouvelles possibilités pour l’étude in vitro des protéines membranaires d’intérêt physio- et pharmacologique trop instables en détergent pour être étudiées. Ce projet hautement interdisciplinaire sera réalisé grâce à un consortium franco-allemand particulièrement qualifié pour traiter avec succès la synthèse, les études physico-chimiques, biophysiques, biochimiques ainsi que la biologie structurale des détergents fluorés et des protéines membranaires solubilisées dans ce nouveau milieu.

Partenaires

IBS Institut de Biologie Structurale

 Martin Luther University Halle-Wittenberg

UAPV Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse

 University of Kaiserslautern

Aide de l'ANR 279 104 euros
Début et durée du projet scientifique novembre 2016 - 36 mois

 

Programme ANR : Appel à projets générique 2016 - DFG (ANR-DFG) 2016

Référence projet : ANR-16-CE92-0001

Coordinateur du projet :
Monsieur Grégory Durand (Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.