Réduction de l'aptitude au feutrage des fibres de laine par traitements oxydatifs et protéolytique de surface

Le retrecissement des etoffes de laine est un phenomene le plus souvent indesirable qui limite l'utilisation de cette fibre dans le secteur textile. Dans 90% des cas, le procede industriel permettant de lutter contre ce phenomene est realise par un traitement a base de chlore et de derive chlore tres polluant. Dans ce contexte, l'utilisation d'enzymes proteolytiques sur une fibre essentiellement de nature proteique est apparue realisable et ecologique. Cependant, la structure responsable du retrecissement est fortement stabilisee par des ponts disulfures qui interdisent l'attaque directe des proteases sur les fibres sans pre-traitement d'oxydation. Apres verification de l'efficacite d'un traitement d'oxydation au chlore suivi de l'hydrolyse enzymatique des fibres, une etape prospective a ete entreprise pour remplacer le chlore par un agent plus neutre sur le plan environnemental. Ainsi, deux traitements ont finalement ete retenus et optimises par la methode des plans d'experiences. Dans le cas de l'oxydation par l'acide performique suivie de l'hydrolyse enzymatique par les subtilisines, un plan d'experiences factoriel a permis de diminuer fortement l'aptitude des fibres au feutrage. Toutefois, l'abaissement de la tenacite des fibres traitees a egalement ete constate sans qu'aucune amelioration satisfaisante n'ait ete apportee par la methode d'optimisation du simplex.L'optimisation d'un deuxieme traitement oxydatif par l'ozone et hydrolyse enzymatique a ete realisee par un plan factoriel complet 2 4 complete par un plan composite centre. A l'issue de cette etude, nous avons demontre que ce procede permet d'eliminer toute forme de feutrage, ameliore les caracteristiques colorimetriques et diminue favorablement le diametre moyen des fibres sans en alterer la tenacite. Une chute importante du taux de 18-methyleicosanoate present au niveau de la cuticule a egalement ete mesuree finalement, un test norme de lavage en machine conclut cette etude en confirmant le caractere irretrecissable des fibres oxydees par l'ozone et attaquees par les subtilisines.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Mise en oeuvre de la pepsine de porc dans un système de solvants biphasiques pour la préparation de peptides opioïdes à partir de l'hémoglobuline bovine

Cinq peptides actifs ont été isolés en une seule étape par CLHP en phase inverse à partir de l'hydrolyse de l'hémoglobine bovine par la pepsine a pH 4,5 : la LVVh-7, la LVV-7 et un peptide potentialisateur de la Bradykinine, qui sont des peptides intermédiaires, ainsi que la néokyotorphine et la VVh-4, qui sont des peptides finaux. L'optimisation de leur production a été obtenue par digestion pepsique de l'hémoglobine dénaturée par l'urée (mécanisme "zipper"). Les couplages de la CLHP en phase inverse avec la SM-IES, pour l'isolement et l'identification rapides des hémorphines, puis avec un détecteur spectral UV, pour la construction d'une librairie spectrale permettant leur quantification dans un hydrolysat peptidique complexe, ont permis de déterminer les conditions optimales de leur production (degré d'hydrolyse). Un plan d'expériences a permis de mettre au point un système biphasique d'extraction de la LVVh-7 et de la VVh-7, composé de butan-2-ol et d'octan-1-ol, capable d'extraire efficacement ces deux hémorphines dans un réacteur à pepsine insolubilisée avec une forte sélectivité (coefficient de partage de 2,6 et de 2,3 pour ces hémorphines). Une méthode d'adsorption sur de l'alumine a permis de récupérer sélectivement les hémorphines pures, tout en retenant l'hème sur le support. La conception d'un réacteur ouvert à solvants biphasiques et à pepsine immobilisée permettra la préparation en continu des deux hémorphines et le recyclage des solvants.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Mise au point à partir de l'hémoglobine d'un procédé de préparation de complexes hème-peptides à destination d'une application diététique

La carence en fer est le problème nutritionnel mondial majoritaire. Une des stratégies mises en place pour la prévenir et la combattre est l'optimisation de l'utilisation de l'hémoglobine comme source de fer. Mais sa faible proportion en fer hémique (0,34%, p/p) limite son utilisation. L'objectif de ce travail était de mettre au point à partir de l'hémoglobine un procédé de préparation d'une fraction de peptides hémiques à haute teneur en fer soluble. Pour être potentiellement biodisponible, le fer hémique doit être complexé aux peptides qui permettent sa solubilisation au pH acide de l'estomac. Une étude systématique a montré que la composition des populations peptidiques est déterminante pour le transport du fer hémique. Seuls l'hémoglobine native et des peptides de grande taille sont capables de transporter 1'hème et de limiter son agrégation. En exploitant la capacité de ces populations peptidiques à transporter l'hème, nous avons mis au point un procédé de préparation d'une fraction de peptides hémiques riche en fer (2,1%, g/g) avec 80% de ce fer sous forme de complexes fer-peptide. Ce procédé est basé sur l'ultrafiltration d'un hydrolysat pepsique de faible degré d'hydrolyse (3%) préparé à pH 3 et sur l'apport d'hème extrinsèque préparé par hydrolyse pepsique à pH 2. Le procédé de séchage est déterminant pour l'obtention d'une poudre de peptides hémiques avec des propriétés d'écoulement favorables à une formulation sous fonne de gélules destinées à une application diététique.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Étude de l'extraction sélective par des procédés innovants de peptides issus de la protéolyse enzymatique de l'hémoglobine bovine

Trois procédés innovants ont permis d extraire sélectivement des peptides actifs d un hydrolysat complexe issu de la protéolyse pepsique de l hémoglobine bovine. Un premier procédé d extraction biphasique assistée par des alkyl-sulfonates a permis de modifier l affinité des peptides pour la phase organique par la formation de paires d ions. Ces études des conditions d extraction de peptides opioïdes hydrophobes ont permis la mise en œuvre d un système d extraction dans l octan-1-ol supporté par un contacteur à membrane. Dans un deuxième temps, un procédé de moussage-drainage fut développé sur les propriétés tensioactives des peptides et a permis de fractionner la population peptidique pour isoler une fraction aux propriétés antibactériennes. L optimisation par plans d expériences a mis en avant l influence de quatre paramètres majeurs (concentrations en hydrolysat et en sel, pH des solutions d hydrolysat et de drainage) et a permis de multiplier par 3,4 l enrichissement de cette fraction dans la solution récoltée. Enfin un procédé récemment développé, l électrodialyse associée à des membranes d ultrafiltration ayant pour seule force motrice la différence de potentiel électrique, a permis d isoler une fraction peptidique cationique. L étude du comportement en encrassement a révélé l existence de phénomènes de répulsion de charges empêchant la récolte d une fraction peptidique anionique et la formation d agrégats hème-peptides colmatant de manière partiellement réversible les membranes d ultrafiltration.Three innovative processes allowed to extract selectively active peptides from a complex hydrolysate from the pepsic proteolysis of bovine haemoglobin. A first process of biphasic extraction assisted by alkyl-sulfonates allowed to modify the affinity of peptides for the organic phase by the formation of ion-pairs. These studies of conditions of extraction of opioid hydrophobe peptides allowed the implementation of a system of extraction in octan-1-ol supported by a membrane contactor. Secondly, a process of bubbling-draining was developed based on the surface tension properties of the peptides and allowed to split the peptidic population to isolate a fraction showing antibacterial properties. The optimization by experimental design advanced the influence of four major parameters (concentrations of hydrolysate and KCl, pH of solutions of hydrolysate and drainage) and allowed to multiply by 3,4 the enrichment of this fraction in the collected solution. Finally a process recently developed, the electrodialysis associated with ultrafiltration membranes having for only driving strength the difference of electric potential, allowed to isolate a cationic peptidic fraction. The study of the behavior in fouling revealed the existence of phenomena of charge repulsion preventing the isolation of a anionic peptidic fraction and the formation of aggregates haem-peptides fouling in a partially reversible way the ultrafiltration membranes.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Etude des potentiels satiétogène et antistress d'extraits de levure Saccharomyces cerevisiae

La société Lesaffre International produit des extraits de levure qui, de par leurs caractéristiques nutritionnelles, possèdent un fort potentiel de valorisation en tant que source de molécules biologiquement actives et présentent donc des potentialités dans l alimentation fonctionnelle. Nos travaux de thèse ont permis de démontrer les potentiels satiétogène et antistress de différents extraits de levure. Le potentiel satiétogène a été caractérisé dans l extrait de levure P2005077. En effet, les tests in vitro réalisés sur cet extrait de levure ont permis de montrer son implication dans la stimulation de la sécrétion des cholecystokinines par les cellules STC-1, et ceci de manière plus importante que d autres sources alimentaires décrites comme possédant cette capacité (soja et lait, notamment). La molécule présente dans cet extrait de levure et impliquée dans ce processus a alors été identifiée comme étant de l uridine. L aspect in vivo de l étude a permis de mettre en évidence la capacité de l extrait de levure P2005077 à diminuer la prise alimentaire à court terme de 17% et la prise de poids de 16% de chez le rat via des mécanismes endocrines, dont la sécrétion des CCK plasmatiques. La recherche du potentiel antistress, par des tests in vitro a permis de montrer que certains extraits de levure (de nom commercial AVICAM) permettait in vitro une liaison aux récepteurs opioïdes des membranes de cerveau de rat, et cela, comparativement aux protéines de lait connues dans ce sens. Enfin, ce résultat a été corrélé avec des tests in vivo réalisés chez le rat, qui ont permis de montrer l implication du récepteur opioïde MOR dans la réponse au stress en présence de ces mêmes extraits de levure.Yeast extracts produced by the company Lesaffre International, are a source of biologically active molecules affecting nutrition and thus can be considered as potential functional foods. The studies conducted for the completion of this thesis demonstrated the satietogenic and antistress potentials of a variety of yeast extracts. The satietogenic potential was characterized in the P2005077 yeast extract. Indeed, the in vitro tests conducted on this yeast extract showed its involvement in the stimulation of the cholecystokinines secretion by STC-1 cells. And it has been proven to be more active than the other food sources possessing this capacity (soya and milk, in particular). The molecule responsible for this effect was implied to be uridine. The in vivo experiments brought to light the ability of the P2005077 yeast extract to decrease the short-term food taking at 17 % and the weight gain at 16 % from the rat via endocrine mechanisms, of which the secretion of the plasmatic CCK. Regarding the antistress potential of the yeast extracts, in vitro tests were conducted and showed that certain yeast extracts (of trademark AVICAM) allowed a binding on the opioid receptors of brain of rat membranes. That was then compared with proteins of milk known for their antistress potential (in this sense.) Finally, the in vitro result was correlated with in vivo tests conducted with rat. It allowed to show the opioid implication of the MOR receptor in the answer to the stress in the presence of these same yeast extracts.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Proteoliza enzimatică dirijată a proteinelor alimentare în scopul obţinerii de peptide cu proprietăţi funcţionale sau biologice

La pepsine de porc est immobilisée sur un nouveau support minéral: l'alumine acide fonctionnalisée par la phosphoéthanolamine afin de diminuer l'adsorption des peptides produits au cours de l'hydrolyse de l'hémoglobine bovine. Ce support modifié avec la pepsine insolubilisée permet d'obtenir des cinétiques d'hydrolyse de l'hémoglobine proche de l'hydrolyse réalisée en catalyse homogène, où la pepsine est libre en solution, et de réduire l'adsorption des peptides. Le support modifié avec la pepsine immobilisée a était utilisé pour la mise au point d'un réacteur ouvert biphasique de type solide/liquide (CSTR), couplé ultérieurement à un extracteur biphasique liquide/liquide afin de réaliser l'extraction sélective des deux hémorphines, la LVVh-7 et la VVh- 7. Le solvant d'extraction est le butan-2-ol. Cela a permit d'obtenir un rendement d'extraction de 11 % pour la LVVh-7 et de 18% pour la VVh-7. Ensuite, afin d'optimiser l'extraction sélective de ces deux peptides par le solvant organique à partir d'hydrolysats d'hémoglobine, des recherches sont menées sur l'extraction sélective des deux hémorphines assistée par la formation de paires d'ions hydrophobes. De cette fois-ci, le solvant d'extraction est représenté par l'octan-1-ol et comme agent formateur de paires d'ions est utilisé le décanesulfonate. Les essais ont était réalisées à partir à la fois des solutions pures de peptides et d'un hydrolysat d'hémoglobine à différents rapport molaire: peptides / agent surfactant, et à tout les trois domaines de pH. Les résultats montre que la présence de l'agent formateur de paires d'ions était indispensable à l'extraction des ces deux peptides par le solvant et ainsi que le pH acide favorise leur extraction.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Fabrication et fonctionnalisation de bioMEMS par plasma froid pour l'Analyse de la biocatalyse en spectroscopie téraHertz

Avec l avènement des BioMEMS (Bio-MicroElectroMechanical Systems), ce sont toutes les pratiques médicales, biologiques, environnementales et agro-alimentaires qui entament une nouvelle ère. Les enjeux scientifique et industriel se rejoignent dans la miniaturisation des systèmes de détection, l amélioration de leurs sensibilités et la simplification de leurs procédés de fabrication. Cette thèse hautement interdisciplinaire s inscrit dans le cadre de ces enjeux. Elle expose la fabrication, la bio-fonctionnalisation et l application d un BioMEMS pour l analyse de réactions enzymatiques en temps réel et à l échelle micrométrique. Deux choix stratégiques ont été adoptés pour ce travail: le premier concerne l utilisation de la technologie des plasmas froids ou polymérisation plasma pour la fonctionnalisation de surface à travers le dépôt de films polymères d allylamine. Ce dépôt a permis ultérieurement l immobilisation covalente de la trypsine (enzyme modèle protéolytique) au sein du BioMEMS. Cette technologie a été également utilisée pour développer une méthode simple de microfabrication des circuits microfluidiques compatible avec une production à grande échelle. Le second choix concerne l utilisation de ce bioMEMS autour d une transduction TeraHertz (THz) mise au point au sein de l équipe. La spectroscopie THz vise à détecter les événements moléculaires à l échelle de la picoseconde, sans marqueur et d une manière non-invasive, en sondant directement les liaisons chimiques de faible énergie. Au cours de ce travail, nous avons donc développé un procédé de fonctionnalisation de surfaces par des amines, optimisé une méthode de greffage des enzymes, et étudié l activité de la trypsine immobilisée. Nous avons ensuite intégré ces étapes dans le procédé de microfabrication du BioMEMS. Les mesures réalisées dans le domaine sub-THz (0,06-0,11 THz) sur une réaction de biocatalyse confirment la faisabilité d une telle approche comme méthode analytique en biologie. Les résultats des différentes études montrent également que le mariage des plasmas froids avec les méthodes lithographiques représente une voie efficace, rapide et très compétitive pour le transfert de la technologie des BioMEMS à l échelle industrielle.The applications of miniaturized devices are no longer limited to electronic industry. Today, a new kind of microsystems called BioMEMS (Bio-MicroElectroMechanical Systems) are spreading in different fields, including biomedical, environmental and food industry applications. Recurring challenges are focusing on enabling processes for smaller, cost-effective, high-functionality devices, with more sensitivity and suitability for industrial scale development. This highly interdisciplinary thesis work attempts to provide new solutions to meet some of the needs mentioned above. It reports the fabrication, functionalization, and applications of a BioMEMS for enzyme reaction monitoring. First, we have developed a PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) process for the surface functionalization by plasma polymerized allylamine. Films with high amine density and enhanced stability in aqueous environment were obtained. The amine functions were then used for enzymes immobilization. The covalently bonded trypsin molecules were extensively characterized and kinetic parameters determined using several microscopic and spectroscopic methods. Finally, both optimized processes were applied to the biofunctionalization of a TeraHertz (THz)-based BioMEMS. THz spectroscopy is the only non-invasive analytic method able to monitor molecular events at the picosecond timescale by probing low binding energies directly. It is used here for sensing a biocatalysis reaction inside the bioMEMS microchannels. Sub-THz measurements (0.06-0.11 THz) showed that combining microfluidic microsystems technology with THz detection could be a promising alternative for label-free real-time detection of biological interactions at the microscale. Additionally, we have developed a new microchannel fabrication process using direct plasma polymerization of TMDS (TetraMethylDiSiloxane) on micropatterned surfaces. This achievement demonstrates that cold plasma processes could be used not only for functionalization purposes or surface treatment but for the 3D microfabrication as well. This highly reduces processing time and manual handling steps, which is of a great importance for further industrial scale production.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Hydrolyse ménagée de l'hémoglobine bovine par la pepsine porcine en mélanges hydroalcooliques et obtention d'une nouvelle famille de peptides antimicrobiens

L hydrolyse de l hémoglobine bovine par la pepsine peut être considérée comme une voie importante d obtention de peptides antimicrobiens face à l émergence des résistances bactériennes aux divers antibiotiques. Des alcools connus comme des solvants structurants ont été utilisés afin d aboutir à une hydrolyse ménagée de l hémoglobine par la pepsine. Le méthanol, l éthanol, le propanol, le butanol ou le trifluoroéthanol ont été utilisés en vue de préserver ou d induire de nouvelles modifications structurales de l hémoglobine. L hydrolyse pepsique de l hémoglobine en milieu hydroalcoolique a aboutit à un mélange peptidique moins complexe majoritairement composé de peptides intermédiaires à activité antimicrobienne. L étude des variations structurales a été réalisée par dichroïsme circulaire, spectrofluorimétrie et spectrophotométrie UV-visible. L utilisation de 10% de TFE a permis l obtention d un hydrolysat moins complexe riche en peptides intermédiaires hydrophobes mais à concentration faible. La présence de 40% de méthanol, 30% d éthanol, 20% de propanol ou de 10% de butanol a amélioré cette concentration. Ces alcools ont rendu plus spécifique l activité de l enzyme par une augmentation de l hydrolyse préférentiellement en position C-terminale des leucines. Ils ont également rendu accessible le coeur hydrophobe de l hémoglobine permettant ainsi d obtenir une nouvelle famille peptidique: la famille a 67-106. Cette famille a montré une activité antimicrobienne vis-à-vis de quatre souches bactériennes (CMI: 35,2-187,1 M) et une activité antihypertensive potentielle par sa capacité d inhibition de l enzyme de conversion de l angiotensine (CI50: 42,55-1095 M).In view of the emergence of resistant bacteria, hydrolysis of bovine hemoglobin by pepsin can be considered as an important way for the obtaining of antimicrobial peptides. Known alcohols as structural solvents were used to lead to a limited hydrolysis of bovine hemoglobin. Methanol, ethanol, propanol, butanol, or trifluoroethanol were used in order to preserve or induce further structural changes of hemoglobin. Peptic hydrolysis of hemoglobin in hydroalcoholic solution has permitted to obtain less complex hydrolysate mainly composed of intermediate antimicrobial peptides. Structural changes of proteins were investigated using spectroscopic methods, such as, UV-visible spectophotometry, fluorescence spectroscopy and circular dichroïsm. Use of 10% TFE was allowed to less complex hydrolysate, containing intermediate hydrophobic peptides. Neverless, concentration of these peptides was low. Use of 40% methanol, 30% ethanol, 20% propanol or 10% butanol has improved this concentration. These alcohols have induced and increased more specific activity of pepsin, located preferentially in C-terminal position of leucine. They have also made available the hydrophobic core of hemoglobin allowing to a new peptide family: 67-106 a family. This family showed antimicrobial activity against four bacterial strains (MIC: 35.2-187.1 M) and displayed at the same time ACE inhibitory activity (IC50: 42.55-1095 M).LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Procédé de fabrication de microcanaux sur un support, et support comprenant de tels microcanaux

n° de priorité : FR20090051200 20090225 ; également publié en tant que : WO2010097548 (A1) 2010-09-02 ; CA2752733 (A1) 2010-09-02 ; FR2942465 (B1) 2011-03-18 ; EP2401224 (A1) 2012-01-04 ; US2012043649 (A1) 2012-02-23 ; EP2401224 (B1) 2012-08-2