Cristallogenèse sous contraintes physiques : effet d'un champ électrique externe sur les solutions protéiques et leurs cristallisations - Université de Lorraine Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1999

Cristallogenèse sous contraintes physiques : effet d'un champ électrique externe sur les solutions protéiques et leurs cristallisations

Résumé

This work deals with the solubility and crystallization properties of proteins and their behavior in solution under an external electric field. Our protein model is a hen egg-white lysozyme. The aim was to investigate how an external electric field can influence the nucleation, growth and solubility of lysozyme in solutions of various physico-chemical natures. The resulting diagrams have permitted to analyze the effect of the electric field on the solubility and the crystallization kinetics of lysozyme. This was used to propose a new ways to improve the crystal growth and new insights about how an external electric field can be rationally used to control effectively the protein crystal nuckleation. This result was confirmed by modeling calculations. Finally, our approach permits to obtain big crystals suitable for neutron diffraction experiments.
L'objectif fixé dans ce mémoire est d'étudier l'effet d'un champ électrique externe sur le lysozyme en solution et sur sa cristallisation. Il appartient à la catégorie des protéines basiques fortement chargées. De nombreuses expériences ont été réalisées à l'aide de montages développés au laboratoire. Les premières mesures effectuées ont montré que cet effet conduit à une migration des molécules protéiques placées en solution et donc à des sursaturations locales qui peuvent être du même ordre que celles conduisant à la cristallisation. Les diagrammes de solubilité réalisés ont permis de montrer que le champ électrique appliqué n'agit que sur la cinétique d'équilibre. Le temps mis pour atteindre cet équilibre est fortement réduit par l'application d'un champ électrique. L'analyse du comportement de la solution de cristallisation soumise à un champ électrique montre, expérimentalement et par le calcul, que l'effet du champ est inversement proportionnel à la force ionique de la solution. Des études ont également été entreprises sur l'effet du champ électrique en fonction du pH et de la nature des additifs. Il a été montré que l'effet du champ est d'autant plus marqué que le pH de la solution est éloigné du point isoélectrique de la protéine. Cet effet diminue fortement en présence de solutions visqueuses. Le champ électrique réduit considérablement la nucléation par rapport aux mêmes expériences réalisées sans champ électrique, avec comme corollaire une augmentation forte de la taille des cristaux. Des mesures de topographie X réalisées au LURE ont mis en évidence une légère amélioration de la qualité cristalline des cristaux obtenus sous champ, s'exprimant par une diminution de leur mosaïcité. L'approche proposée a permis d'obtenir des cristaux de grande taille susceptibles de convenïr pour des études de diffraction neutronique.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-01747105 , version 1 (29-03-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01747105 , version 1

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Citer

Majid Taleb. Cristallogenèse sous contraintes physiques : effet d'un champ électrique externe sur les solutions protéiques et leurs cristallisations. Autre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 1999. Français. ⟨NNT : 1999NAN10273⟩. ⟨tel-01747105⟩
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