Développement de nouvelles sondes pour l'analyse par RMN des fonctions cellulaires des biomolécules
Developpment of new probes for NMR based analysis of biomolecules' cellular functions
par Fernandes Laetitia sous la direction de Vasos Paul
Thèse de doctorat en Chimie analytique
École doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le Thursday 24 September 2015 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Analyse
  • Biomolécules
  • Cellules
  • Spectres
  • Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire

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Mots clés
RMN, Relaxation, LLS, LLC, C-Src, IDP, IκBα, Dissolution-DNP, RMN dans les cellules
Resumé
La compréhension des interactions intra- et inter-moléculaires à l'échelle atomique représente un enjeu scientifique important. A l'heure actuelle, les techniques de RMN ont déjà prouvé leur efficacité pour l'analyse de ces interactions in vitro, dans les solutions tampons. Toutefois, il a également été montré que la plupart des biomolécules ont une structure et une dynamique différentes in vivo, à l'intérieur des cellules, de celle in vitro. Il est donc crucial d'analyser les biomolécules dans leur milieu naturel, la cellule. Récemment, les progrès dans le domaine de la RMN dans les cellules ont permis de mieux comprendre la dynamique et les interactions des biomolécules présentes dans le milieu cellulaire complexe. Cependant, la biomolécule étudiée étant présente en faibles concentrations, elle possède un faible signal sur le spectre RMN, qu'il est difficile de suivre. De plus, du fait de la forte viscosité du milieu cellulaire, la relaxation rapide de l'aimantation transverse se traduit par un élargissement des raies spectrales. L'utilisation des états de spin à longs temps de vie et de la Polarisation Dynamique Nucléaire suivie par la dissolution de l'échantillon (dissolution-DNP) pourraient permettre de pallier aux problèmes d'élargissement de raies et de sensibilité. L'objectif de ce travail de thèse a été d'explorer les bénéfices des ces avancées récentes de la RMN pour l'étude des petites molécules, peptides et protéines à l'intérieur des cellules. Pour la protéine c-Src, qui appartient à la classe des protéines intrinsèquement désordonnées (IDP), la dynamique de l'ensemble des conformations de l'extrémité N-terminale a été suivie utilisant des états de spin à longs temps de vie LLS. Le signal du noyau de carbone-13 de la molécule de pyruvate a été augmenté utilisant la Polarisation Dynamique Nucléaire (DNP) afin de mieux l'observer dans le milieu cellulaire. Un peptide représentatif pour la partie active d'une autre protéine, IκBα, a été introduit dans des cellules HepG2 par l'électroporation. Les observations faites lors des ces expériences sont discutées dans la perspective de faciliter les études RMN des biomolécules à l'intérieur des cellules.