Determination of DMPC hydration in the Lα and Lβ′ phases by 2H solid state NMR of D2O

AbstractThe number of water molecules bound to the dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) interface was investigated both in the fluid (Lα) and gel (Lβ′) phases by solid state deuterium NMR of D2O. We determined that each DMPC molecule binds 9.7±0.5 and less than 4.3±0.5 D2O in the fluid and gel phases respectively. These results are accounted for by considering the number of DMPC binding sites as well as the molecular organization in each phase. ©1997 Federation of European Biochemical Societies

Interactions entre les tannins et les lipides (impact possible sur le goût du vin)

Lors de la dégustation d un vin, les tannins sont responsables de deux propriétés gustatives, l amertume et l astringence, respectivement dues à des associations avec les protéines salivaires et les récepteurs au goût amer. Néanmoins, leurs intensités perçues en bouche vont dépendre de multiples facteurs, notamment la présence de molécules externes aux complexes tannin-protéine tel que les lipides, qu ils soient situés au niveau des membranes buccales ou issus de l alimentation. L objectif de cette thèse a ainsi été d examiner l impact des lipides sur ces sensations organoleptiques. Pour ce faire, cette étude, réalisée principalement par RMN, s est intéressée aux interactions tannin-lipide sur des modèles de membranes buccales et d émulsions de gouttelettes lipidiques. Nous avons pu alors étudier l interaction tannin-lipide en termes de localisation, d affinité et de dynamique. Nos résultats montrent dans un premier temps une localisation du tannin à l interface de tous les modèles utilisés. En outre, l insertion de tannins au niveau des vésicules multilamellaires, modèle utilisé pour mimer les membranes buccales, entraîne une fluidification de ce système lipidique. Il a été montré que cet effet fluidifiant dépend de la structure du tannin, de la présence d éthanol et de la teneur en cholestérol du système lipidique. Enfin, un protocole permettant d obtenir les constantes d associations tannin-lipide par RMN a été établi. Ces dernières se sont révélées du même ordre de grandeur que celles relatives aux interactions tannin-protéine salivaire. Ces résultats montrent que les lipides auraient une influence d une part sur l astringence via une compétition entre les interactions tannin-lipide et les interactions tannin-protéines salivaires et d autre part sur l amertume en perturbant la dynamique de la membrane, ce qui pourrait induire une perturbation des récepteurs gustatifs.When tasting a wine, tannins are responsible of two gustative properties, bitterness and astringency, respectively due to association between tannins and salivary proteins or bitter receptors. However, perceived intensities depend on several factors, including the presence of external molecules such as lipids, either located in the buccal membranes or from food. The main objective of this thesis was to study the effect of lipids on these two organoleptic properties. For that, this study, carried out mainly by NMR, is interested in tannin-lipid interaction using several models of buccal membranes and lipid droplets. We have studied these interactions in terms of localization, affinity and dynamics. Our results show a localization of tannins at the interface of all studied lipid models. Then, the insertion of tannins in multilamellar vesicles, used to mimic buccal membranes, causes a fluidification effect on these systems. This effect depends on the structure of the tannin, the presence of ethanol and the cholesterol content of the lipid system. Finally, a protocol to determine the tannin-lipid association constants was developed. The latter have proved to be in the same order of magnitude as those for tannin-salivary protein interaction. These results show that lipids could have an influence on the one hand on astringency, due to the competition between tannin-lipid interaction and tannin-salivary protein interaction, and on the other hand on bitterness due to the disturbance of the buccal membrane dynamics, which could induce a disturbance of the gustative receptors.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Key Role of Polyphosphoinositides in Dynamics of Fusogenic Nuclear Membrane Vesicles

The role of phosphoinositides has been thoroughly described in many signalling and membrane trafficking events but their function as modulators of membrane structure and dynamics in membrane fusion has not been investigated. We have reconstructed models that mimic the composition of nuclear envelope precursor membranes with naturally elevated amounts of phosphoinositides. These fusogenic membranes (membrane vesicle 1(MV1) and nuclear envelope remnants (NER) are critical for the assembly of the nuclear envelope. Phospholipids, cholesterol, and polyphosphoinositides, with polyunsaturated fatty acid chains that were identified in the natural nuclear membranes by lipid mass spectrometry, have been used to reconstruct complex model membranes mimicking nuclear envelope precursor membranes. Structural and dynamic events occurring in the membrane core and at the membrane surface were monitored by solid-state deuterium and phosphorus NMR. “MV1-like” (PC∶PI∶PIP∶PIP2, 30∶20∶18∶12, mol%) membranes that exhibited high levels of PtdIns, PtdInsP and PtdInsP2 had an unusually fluid membrane core (up to 20% increase, compared to membranes with low amounts of phosphoinositides to mimic the endoplasmic reticulum). “NER-like” (PC∶CH∶PI∶PIP∶PIP2, 28∶42∶16∶7∶7, mol%) membranes containing high amounts of both cholesterol and phosphoinositides exhibited liquid-ordered phase properties, but with markedly lower rigidity (10–15% decrease). Phosphoinositides are the first lipids reported to counterbalance the ordering effect of cholesterol. At the membrane surface, phosphoinositides control the orientation dynamics of other lipids in the model membranes, while remaining unchanged themselves. This is an important finding as it provides unprecedented mechanistic insight into the role of phosphoinositides in membrane dynamics. Biological implications of our findings and a model describing the roles of fusogenic membrane vesicles are proposed

The role of phytosterols in plant adaptation to temperature

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Polyunsaturated phosphatidylinositol and diacylglycerol substantially modify the fluidity and polymorphism of biomembranes: A solid-state deuterium NMR study

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Structure et dynamique de protéines de la salive humaine en interaction avec les tanins du vin de Bordeaux

La protéine IB7, son peptide dérivé IB714 et le tanin B3 ont été synthétisés. Leur mode d'interaction a été étudié par RMN des liquides et des solides (rotation à l'angle magique), spectrométrie de masse, dichroïsme circulaire et dynamique moléculaire. Le peptide IB714 et la protéine entière sont constitués d'hélice de type II (1/3) et de pelote statistique (2/3) ; la glycine centrale du peptide joue le rôle de charnière de part et d'autre de régions en hélice. Le tanin, quant à lui, revêt une forme compacte majoritaire en milieu aqueux. L'ensemble des paramètres physico-chimique ont été mesurés : la stœchiométrie du complexe est de 3 molécules B3 par peptide IB714 ; la constante de dissociation est de l'ordre du mM ; la nature des liaisons assurant la cohésion du complexe est de type liaisons hydrogène ; les sites de fixation ainsi que la taille du complexe ont été déterminés. Ces informations permettraient de comprendre l'astringence d'un point de vue physico-chimique.IB7 protein, protein fragment IB714 and B3 tanin were synthesized. The interaction between B3 tannin and protein were monitored by 1H magic angle spinning NMR, mass spectrometry, circular dichroism and molecular dynamic. Peptide and protein are constituted by type II helix (1/3) and random coil conformation (2/3); the central glycine appears to act as a flexible rotula separating two helices II regions. The tannin adopt a "tweezer" conformation. All the physico-chemical parameters were measured: the complex stoichiometry is of 3 tannins molecules per peptide IB714; the dissociation constant is of millimolar range; the principal driving forces toward association are governed by hydrogen bonding; the nature of the binding sites and the size of the complex were determined. These findings allow us to understand the physico-chemistry of astringency.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Les bicelles biphényles (un nouveau modèle de biomenbrane pour l'étude de protéines membranaires par RMN des solides)

Nous avons développé un nouveau modèle de biomembrane de type bicelle, dont la normale n, s oriente parallèlement au champ magnétique B0, sans ajout d ions paramagnétiques. Ces nouveaux objets, de forme bicouche discoïdale, ont pu être observés par microscopie électronique et un diamètre moyen de 800 Å a été statistiquement déterminé. Ce système est constitué d'un mélange approprié de lipides à chaînes courtes (DCPC) et à chaînes longues, le 1-Tétradécanoyl-2-(4-(4-Biphényl)Butanoyl)-sn-glycero-3-PhosphatidylCholine (TBBPC). La présence de deux cycles phényles sur l une des chaînes aliphatiques confère au TBBPC une anisotropie de susceptibilité magnétique positive, à l origine de l orientation spécifique n//B0 des bicelles TBBPC/DCPC. Cette orientation a été caractérisée par diffusion des rayons X aux petits angles et par RMN des solides 31P, 2H et 14N. Les domaines d existence de ces bicelles en fonction de la composition lipidique, de la température et de l hydratation, ont ainsi pu être déterminés et comparés à ceux du système DMPC/DCPC, dont la normale s oriente perpendiculairement à B0. Par l analyse RMN-2H du TBBPC-2H27, nous avons évalué la dynamique des bicelles biphényles, qui est équivalente à celle des bicelles saturées. Nous avons également montré par diffusion des rayons X, que ces bicelles TBBPC/DCPC conservent leur orientation spécifique n//B0 pendant plusieurs jours en dehors du champ magnétique, ce qui peut trouver de nombreuses applications dans des études biophysiques. Enfin, ces nouveaux modèles membranaires présentent des avantages pour l étude structurale et orientationnelle (par RMN-15N) de biomolécules telles que des peptides amphipatiques.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF