[PhD defence] 03/07/2024 - Marine Soulié: "Design, synthesis and characterisation of chemical tools for the study of membrane proteins" (UPRI - Synthesis and Bio-organic Colloidal Systems Laboratory (S2CB))

Date and place

Oral defense scheduled on mercredi 03 juillet 2024 à 10h00
Lieu :   Avignon Université Institut Agrosciences, Environnement et Santé – Bâtiment A Campus Jean-Henri Fabre 301 rue Baruch de Spinoza BP 21239 84916 AVIGNON cedex 9
Salle : Amphithéatre Agrosciences

Discipline

Chemistry

Laboratory

UPRI – Laboratoire Synthèse et Systèmes Colloïdaux Bio-organiques (S2CB)

Management

M. GREGORY DURAND

Avignon Université – UPRI – Laboratoire Synthèse et Systèmes Colloïdaux Bio-organiques (S2CB)

Composition of the jury

M. GREGORY DURAND	Avignon Université – UPRI – Laboratoire Synthèse et Systèmes Colloïdaux Bio-organiques (S2CB)	Thesis supervisor
M. Thierry DURAND	Institut des Biomolécules Max Mousseron (IBMM) UMR 5247 – CNRS – UM – ENSCM Pôle Chimie Balard Recherche	Rapporteur
Mme Christine GERARDIN	Université de Lorraine – Laboratoire d’Études et de Recherche sur le Matériau Bois	Rapporteur
Mme Manuela ZOONENS	Université Paris Cité – Laboratoire de Biologie Physico-Chimique des Protéines Membranaires – UMR 7099	Examiner
Mme Catherine DUPORT	Avignon Université – Laboratoire Sécurité et Qualité des Produits d’Origine Végétale – UMR 408	Examiner
Mme Kerstin KANONENBERG	Entreprise Eurofins Calixar	Invitée

Summary

Ces travaux de thèse portent sur la conception, la synthèse et la caractérisation d’outils chimiques pour l’extraction et la stabilisation des protéines membranaires. Ils s’inscrivent dans une démarche d’obtention de doctorat par voie de validation des acquis par l’expérience (VAE) qui valorise les résultats les plus marquants obtenus au cours des dix dernières années de mon parcours professionnel, présenté dans le Chapitre n°1.

Les protéines membranaires sont des cibles thérapeutiques majeures : leur étude est nécessaire pour l’établissement de nouvelles solutions cliniques. Ces protéines présentent la particularité d’être amphiphiles et fragiles en dehors de leur environnement natif. L’utilisation d’outils chimiques s’avère nécessaire pour les extraire de la bicouche lipidique dans laquelle elles résident et les garder solubles et fonctionnelles afin de pouvoir les caractériser. Une présentation des outils chimiques existants, pour la manipulation des protéines membranaires, fait l’objet du Chapitre n°2.

Les rationnels qui guident le développement de nouvelles générations d’outil et les optimisations de structures qui en découlent sont également exposés. Un accent particulier est porté sur les détergents et les polymères. En effet, ils constituent deux familles très employées par les biochimistes pour réaliser l’extraction, la stabilisation et la purification des protéines membranaires en amont des études structurales et fonctionnelles.

Le Chapitre n°3 résume mes travaux en chimie de synthèse et caractérisation physico-chimique colloïdale ainsi que les résultats obtenus sur la modulation des propriétés solubilisantes et stabilisantes de nouveaux outils. L’introduction d’un motif hydrophobe fluoré a, par exemple, permis le développement : d’une part, de détergents zwitterioniques munis d’une tête polaire sulfobétaïne ou amine-oxide, et d’autre part, de détergents cycliques perfluorés à tête maltose, dont les comportements « extractant/stabilisant » peuvent être finement ajustés. La conception d’additifs non ioniques, visant l’amélioration de la stabilisation des protéines, est également illustrée par leur synthèse à partir d’une plateforme calixarénique et plus récemment, sur la base d’un motif cholestérol, particulièrement adapté à la classe des récepteurs couplés aux protéines G. Enfin, les travaux menés sur des approches utilisant des polymères non ioniques de type NAPol, sont présentés comme alternative à l’emploi de détergents « classiques » pour stabiliser des cibles protéiques.

Mots-clés :

Détergents, Amphiphiles, Polymères, Protéines membranaires, Synthèse organique, Colloides