αS1-casein, which is essential for efficient ER-to-Golgi casein transport, is also present in a tightly membrane-associated form

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Caseins, the main milk proteins, aggregate in the secretory pathway of mammary epithelial cells into large supramolecular structures, casein micelles. The role of individual caseins in this process and the mesostructure of the casein micelle are poorly known.</p> <p>Results</p> <p>In this study, we investigate primary steps of casein micelle formation in rough endoplasmic reticulum-derived vesicles prepared from rat or goat mammary tissues. The majority of both α_S1- and β-casein which are cysteine-containing casein was dimeric in the endoplasmic reticulum. Saponin permeabilisation of microsomal membranes in physico-chemical conditions believed to conserve casein interactions demonstrated that rat immature β-casein is weakly aggregated in the endoplasmic reticulum. In striking contrast, a large proportion of immature α_S1-casein was recovered in permeabilised microsomes when incubated in conservative conditions. Furthermore, a substantial amount of α_S1-casein remained associated with microsomal or post-ER membranes after saponin permeabilisation in non-conservative conditions or carbonate extraction at pH11, all in the presence of DTT. Finally, we show that protein dimerisation via disulfide bond is involved in the interaction of α_S1-casein with membranes.</p> <p>Conclusions</p> <p>These experiments reveal for the first time the existence of a membrane-associated form of α_S1-casein in the endoplasmic reticulum and in more distal compartments of the secretory pathway of mammary epithelial cells. Our data suggest that α_S1-casein, which is required for efficient export of the other caseins from the endoplasmic reticulum, plays a key role in early steps of casein micelle biogenesis and casein transport in the secretory pathway.</p

Composition of raw cow milk and artisanal yoghurt collected in Maroua (Cameroon)

The composition of milk is of most importance to the dairy industry and human health. This study was conducted to provide data on the composition of raw cow milk and artisanal yoghurt collected in Maroua (Cameroon). Milk and yoghurt samples were collected from 11 breeding sites and 12 producers in the city of Maroua, respectively. The following parameters were determined: pH, dry matter, ash, fat, lactose, total protein, non-casein nitrogen (NCN), non-protein nitrogen (NPN), true protein, whey protein, casein, amino acid composition, α-lactalbumin, β-lactoglobulin, αS1-casein, αS2-casein, β- casein, κ-casein and mineral composition. The results showed that, the composition of the milk and yoghurt varied from one sample to another. The chemical composition of some of the milk and yoghurt studied differed from the corresponding samples in previous studies. For example the mean pH of the raw cow milk (6.25) and artisanal yoghurt (3.84) were lower. The mean NPN levels of the cow milk and yoghurt (0.21g/100g) were higher. The mean fat content of milk (4.48 g/100 g) was higher. The protein fraction was lower in yoghurt while Fe, Cu and Mn levels were lower in both cow milk and yoghurt. The data reported in this paper would be helpful in dairy technology and public health.Key words: Composition, cow milk, artisanal yoghurt, Maroua, Cameroon

Sites privilégiés de coupure sur les caséines bovines majeures par typsinolyse des micelles

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Dynamique de la micelle de caséines ( caractérisation structurale )

La micelle de caséines est un constituant déterminant dans la fonctionnalité biologique et technologique du lait. Malgré son rôle clé, l organisation et la dynamique micellaire de cette structure supramoléculaire ne sont toujours pas élucidées. L objectif de la thèse a été d acquérir des connaissances sur la morphologie, la structure interne et externe e la micelle de caséines à la fois à l état natif et modifié sous l effet de facteurs physycochimiques (pH, température, déplétion calcique) par une double approche biochimique et physique. Afin de réduire la polydispersité des micelles variant par leur taille et leur composition, nous avons centré notre étude sur des populations micellaires fractionnées par ultracentrifugation différentielle. En nous appuyant sur les récents développements de techniques physiques telles que la diffusion des rayons X aux petits angles et la cryomicroscopie électronique à transmission, nous avons montré que les seules sous-structures présentes dans les micelles de caséines sont des nanoclusters de phosphate de calcium colloïdal, de diamètre 2,5 nm, résultant de l interaction présumée du phosphate de calcium avec les centres phosphates des caséines, notamment as et B.Casein micelles play a key rolein milk for its biological and technoligcal functionality. In spite of that, its micellar organization and dynamics are not yet well known. The objective of the thesis was to gain knowledge on the morphology and internal and external structures of native casein micelle, modified by environmental parameters such as pH, temperature and EDTA addition, using a combined biochemical and physical approach. In order to reduce the polydispersity in size and composition inherent to casein micelles, we used different populations of casein micelles varying in size (large, medium and small), separated by differential ultracentrifugation. The combination of small angle and ultra small angle X-ray scattering (SAXS and USAXS) and cryo-transmission electron microscopy (cryo-TEM) has provided fine structural details of the casein micelles. We have shown that colloidal calcium phosphate nanoculsters were present as numerous electron dense areas of about 2.5 nm. They appeared to be uniformly distributed in a homogeneous tangled web of casein and were primarily responsible for the behaviour of the SAXS intensity curve at the highest q ectors, corresponding to the internal structure of the casein micelles. Secific demineralization of casein micelles by decreasing the pH from 6.7 to 5.2 induced a disappearance of the granular characteristic seen in the cryo-TEM images as well as the characteristic point of inflection on the scattering curves.RENNES-Agrocampus-CRD (352382323) / SudocSudocFranceF

Sites privilégiés de coupure sur les caséines bovines majeures par typsinolyse des micelles

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Interactions moléculaires au cours de l élaboration de la mésostructure de la micelle de caséines ( exploration in vivo et in vitro)

La structure de la micelle de caséines détermine les caractéristiques fonctionnelles de la fraction protéique du lait et conditionne sa transformation industrielle. Cependant, la structure micellaire n'est pas élucidée. De nombreuses interrogations subsistent concernant l'agencement des caséines dans la micelle, l'existence ou non d'associations privilégiées, les interactions entre les caséines et la fraction minérale, et le rôle de chacun de ces composants dans le processus d'élaboration de cet édifice supramoléculaire. L'objectif de notre travail est de comprendre l'arrangement des caséines dans la micelle et le rôle de chacune dans l'élaboration intracellulaire de cette structure. La stratégie adoptée est donc d'étudier la formation de la micelle de caséines dans la voie de sécrétion de la cellule épithéliale mammaire (CEM). Dans un premier temps, nous avons choisi de caractériser l'état d'agrégation des caséines dans le premier compartiment de la voie de sécrétion, le réticulum endoplasmique rugueux. L'essentiel des expériences a été réalisé sur les caséines du tissu mammaire de rat et nous avons confirmé notre modèle chez un ruminant, la chèvre. Des fractions purifiées de microsomes rugueux, issues du RER du tissu mammaire, ont été perméabilisées par de la saponine dans des conditions conservant ou non la structure micellaire. L'analyse du comportement des caséines immatures des microsomes en conditions conservatives montre que la caséine ne semble pas agrégée dans ce compartiment alors qu'une forte proportion de la caséine S1 reste associée aux microsomes. Les extractions membranaires dans différentes conditions physico-chimiques ont révélé l'existence d'une forme membranaire de la caséine S1 dans les microsomes rugueux mais également dans des compartiments plus tardifs de la voie de sécrétion. De plus, nous montrons que les ponts disulfure intermoléculaires jouent un rôle important dans la liaison de la caséine S1 avec les membranes. Pour caractériser les bases moléculaires de l'interaction de la caséine S1 avec les phospholipides des membranes biologiques, nous avons mis en oeuvre des techniques spectroscopiques. Les formes phosphorylée et déphosphorylée de la caséine S1 purifiée à partir de lait de rat ont été placées en présence de liposomes de différentes tailles (SUVs et LUVs). La fluorescence intrinsèque du tryptophane révèle des modifications conformationnelles pour la caséine S1 déphosphorylée et des changements structuraux ont été mis en évidence par dichroïsme circulaire, pour les deux formes de la protéine lors de la liaison avec les phospholipides des vésicules lipidiques.The structure of the casein micelle determines the functional characteristics of the milk protein fraction and has an impact on food processing. However, the intrinsic organisation of this structure has not been fully established. Many questions remain about the specific arrangement of the caseins in the micelle, the existence of not of privileged associations, the interactions between caseins and the mineral fraction and the role of individual component in the aggregation process. The objective of this thesis was to understand the specific arrangement between caseins in the micelle and the role of the individual casein in the development of the micellar structure in the cell. With this aim, we studied the formation of casein micelle within the secretory pathway of mammary epithelial cell (MECs). We chose, inititially, to characterize the state of aggregation of the caseins in the first compartment of the secretoy pathway, the rough endoplasmic reticulum (RER). First, we study the caseins of rat mammary tissue and we then wished to generalize our observations to a ruminant, the goat. Rough ER microsomal fraction purified from rat mammary gland cells was permeabilized with saponin, in conservative or non conservative conditions for casein micelle structure. From our analysis in conservative conditions, we concluded that immature !-casein contained in rough microsomes was at most weakly associated with primary casein aggregates whereas the majority of immature S1-casein remained associated to microsomes. Membrane extraction in different physico-chemical conditions demonstrated that a fraction of S1-casein exists as a membrane-associated form within rough microsomal vesicles and in more distal compartments of the secretory pathway. Furthermore, our results indicated a key role of dimerization via disulphide bonds in the interaction of the protein with membranes. To characterize the molecular basis of the interaction of S1-casein with the phospholipids of the biological membranes, we used spectroscopic methods. The phosphorylated and unphosphorylated S1-casein, purified from rat milk, was placed in the presence of liposomes of different types (LUVs and SUVs). Fluorescence measurements revealed conformational changes for the unphosphorylated S1-casein and circular dichroïsm displayed structural changes during interaction between the two forms of the protein and the phospholipids of lipid vesicles.RENNES-Agrocampus-CRD (352382323) / SudocSudocFranceF

Les lactobacilles hétérofermentaires facultatifs et les bactéries propioniques ont une faible contribution à la protéolyse secondaire de l'Emmenthal

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Free active peptidases are detected in Emmental juice extracted before ripening in the warm room

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