Self-assembly of gum Arabic functionalized by enzymatic way
Auto-assemblage de la gomme d'acacia modifiée par voie enzymatique
Résumé
The appearance of order from disorder has always fascinated us, especially self-assemblies. Indeed, they allow the spontaneous formation of particles in suspension (colloidal particles) without any energy input. Most studies to induce self-assembly are based on chemical techniques, often using organic solvents or toxic compounds.The originality of the Biomolecular Engineering Laboratory (LIBio) lies in the formulation of innovative vectors whose constituents are derived from renewable agro-resources. One of the research axes of the laboratory is thus focused on the modification of natural polysaccharides in order to bring them new functional properties. Here, in order to move towards a greener chemistry, the original approach of functionalization by enzymatic way of polysaccharides developed at LIBio is implemented to modify the Acacia gum in order to confer self-assembly properties. This modification is based on the use of an enzyme allowing the oxidation of phenolic compounds. The oxidation products then formed ester bonds with Acacia gum to modify the arabinogalactan peptide and arabinogalactan protein fractions. The oxidation products being hydrophobic modified the behavior of the gum by making it less hydrophilic and less hygroscopic. Thus in aqueous medium, at concentrations where the native Acacia gum is soluble, the modified Acacia gum forms monodisperse spherical particles. It is then necessary to determine which method is the most suitable to define the critical aggregation concentration of these assemblies. In particular, a new technique has been used: micro-scale thermophoresis. In the last part of this work it is a question of studying the influence of physicochemical parameters on the assembly. Indeed, the assemblies are formed thanks to the weak links between the sub-units of modified Acacia gum. These interactions depend on parameters such as ionic strength, pH or temperature.
L’apparition de l’ordre à partir du désordre nous a toujours fasciné et notamment les auto-assemblages. En effet, ils permettent de former spontanément des particules en suspension (particules colloïdales) sans apport d’énergie. La plupart des études cherchant à induire un auto-assemblage se basent sur des techniques chimiques, faisant souvent appel à des solvants organiques ou des composés toxiques. L'originalité du Laboratoire d'Ingénierie des Biomolécules (LIBio) repose sur la formulation de vecteurs innovants dont les constituants sont issus d'agro-ressources renouvelables. Un des axes de recherches du laboratoire est ainsi focalisé sur la modification de polysaccharides naturels dans le but de leur apporter de nouvelles propriétés fonctionnelles. Ici, dans un souci de se diriger vers une chimie plus verte, l'approche originale de fonctionnalisation par voie enzymatique de polysaccharides développée au LIBio est mise en œuvre pour modifier la gomme d’Acacia dans le but de lui conférer des propriétés d'auto-assemblage. Cette modification repose sur l’utilisation d'une enzyme permettant l’oxydation de composés phénoliques. Les produits d’oxydation ont alors formé des liaisons esters avec la gomme d’Acacia pour modifier le fractions arabinogalactan peptide et arabinogalactane protéine. Les produits d’oxydation étant hydrophobes ont modifié le comportement de la gomme en la rendant moins hydrophile et moins hygroscopique. Ainsi en milieu aqueux, à des concentrations ou la gomme d’Acacia native est soluble, la gomme d’Acacia modifiée forme des particules sphériques monodispersées. Il est ensuite question de déterminer quelle méthode est la plus à même de permettre la définition de la concentration critique d’agrégation de ces assemblages. Une toute nouvelle technique a notamment été utilisée : la thermophorèse microéchelle. Dans la dernière partie de ce travail il est question d’étudier l’influence des paramètres physicochimiques sur l’assemblage. En effet, les assemblages se forment grâce aux liaisons faibles entre les sous unités de gomme d’Acacia modifiée. Ces interactions sont notamment fonction de paramètres tels que la force ionique, le pH ou la température.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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