Etude expérimentale de la dynamique moléculaire des protéines : nouvelle méthode de criblages de conformations protéiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Experimental investigation of protein molecular dynamics : new method of protein conformation screening

Etude expérimentale de la dynamique moléculaire des protéines : nouvelle méthode de criblages de conformations protéiques

Résumé

Proteins are highly studied molecules because of their different roles in living organisms and the impact of their dysfunction on the state of health of living organisms. In recent years, studies have shown that a protein doesn’t have a single conformation (3D structure) to respond to its function, but several. As of today, different techniques exist to detect and determine the protein conformation, no technique can reconstitute all the conformations studied by a protein by individually screening the conformations that constitute it. The work of this memory is to determine if the combination of nanoconfinement and broadband dielectric spectroscopy can be used to screen different protein conformations and thus reconstitute the conformational set. Nanoconfinement is used to approximate the dimensions of proteins and reduce the conformational heterogeneity that exists within a population. Broadband dielectric spectroscopy characterizes a confined protein conformation via its molecular dynamics. My thesis work demonstrated that the combination of nanoconfinement and broadband dielectric spectroscopy could be used to screen different protein conformations by modifying the dimensions of the confinement. Different conformations of pentameric B subunits of cholera toxin (CtxB5), heat labile enterotoxin (LTB5), and lysozyme have been observed. The differences between the dielectric signals of the two toxins reveal local structures with distinct dynamics, while the differences with lysozyme reveal global structures with distinct dynamics. These results open perspectives for diagnosing structural and / or dynamic impacts linked to mutations, the implication of which in the development of diseases or the design of drugs can be explored within the framework of personalized therapies
Les protéines sont des molécules fortement étudiées à causes de leurs différents rôles dans les organismes vivants et de l’impact de leur disfonctionnement sur l’état de santé des organismes vivants. Ces dernières années, des études ont montré qu’une protéine ne possède pas une seule conformation (structure 3D) pour répondre à sa fonction, mais plusieurs. Au jour d’aujourd’hui, différentes techniques existent pour détecter et déterminer la conformation protéique, toutefois aucune technique ne permet de reconstituer l’ensemble des conformations adoptées par une protéine en criblant individuellement chacune des conformations qui le constitue. Le travail de ce mémoire est de déterminer si la combinaison du nanoconfinement et de la spectroscopie diélectrique à large bande est utilisable pour cribler différentes conformations protéiques et ainsi reconstituer l’ensemble conformationel. Le nanoconfinement est utilisé pour se rapprocher des dimensions des protéines et réduire l’hétérogénéité conformationelle qui existe au sein d’une population. La spectroscopie diélectrique à large bande caractérise une conformation protéique confinée via sa dynamique moléculaire. Mon travail de thèse a démontré que la combinaison du nanoconfinement et de la spectroscopie diélectrique à large bande pouvait être utilisée pour cribler différentes conformations protéiques en modifiant les dimensions du confinement. Différentes conformations des sous-unités B pentamériques de la toxine du choléra (CtxB5), de l’enterotoxine thermolabile (LTB5), et du lysozyme ont été observées. Les différences entre les signaux diélectriques des deux toxines révèlent des structures locales de dynamiques distinctes, alors que les différences avec le lysozyme révèlent des structures globales de dynamiques distinctes. Ces résultats ouvrent des perspectives pour diagnostiquer des impacts structuraux et/ou dynamiques liés à des mutations, dont l’implication dans le développement de maladies ou la conception de médicaments pourra être explorées dans le cadre de thérapies personnalisées
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03434994 , version 1 (18-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03434994 , version 1

Citer

Laëtitia Bourgeat. Etude expérimentale de la dynamique moléculaire des protéines : nouvelle méthode de criblages de conformations protéiques. Biophysique [physics.bio-ph]. Université de Lyon, 2020. Français. ⟨NNT : 2020LYSE1260⟩. ⟨tel-03434994⟩
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