Transport de macromolécules à travers un pore nanométrique unique

Abstract

Nous présentons dans ce travail une étude expérimentale du transport de différents polymères, neutres, chargés, et partiellement structurés à travers un pore protéique nanométique (l -Hémolysine du Staphylocoque doré). Dans un domaine où la taille des chaînes de polymères est comparable ou supérieure au diamètre du pore. Le pore est inséré dans une bicouche lipidique plane soumise à une différence de potentiel. Le passage de polymère est détecté électriquement en mesurant les fluctuations du courant électrique induite par la présence des chaînes dans le pore. Nous avons mis en évidence un seuil de concentration en régime semi-dilué permettant le passage de grandes chaînes neutres et flexibles de taille très supérieure devant le diamètre du pore. Le temps de passage de ces chaînes obtenu expérimentalement est en excellent accord avec celui décrit par le modèle de reptation. Cependant la dynamique des chaînes de taille comparable au diamètre du pore est anormalement ralentie comparée aux différentes prédictions théoriques. Nous avons prouvé expérimentalement l existence d un seuil en force ionique qui gouverne l entrée des chaînes chargées. Une chaîne chargée passe dans le pore seulement si l épaisseur du nuage de contre ions qui entour la chaîne est inférieure au diamètre du pore. Nous avons mis en évidence l existence d états intermédiaires correspondant à longue durée de vie dans des protéine partiellement repliées. De plus nous avons montré la coexistence de conformation dépliée et partiellement repliée pour une concentration donnée en agent dénaturant.An experimental study of the transport of various polymers chains, neutral, charged, and partially structured through a proteic nanopore ( -Hémolysin from Staphylococcus aureus) is presented in this work. In the domain where the size of the polymer chains is comparable or higher than the diameter of the pore. A proteinic pore is inserted in lipid bilayers subjected to an electrical tension. The passage of chains is detected electrically by measuring the electrical current fluctuation induced by the presence of chains in the pore. We observe a threshold of concentration in the semi-dilute regime allowing the passage of large neural flexible chains. The residence time of these chains obtained in experiments is in excellent agreement with that described by the model of reptation . However the dynamics of the chains of size comparable with the diameter of the pore is abnormally slowed down compared with the various theoretical predictions. We proved in experiments the existence of a threshold in ionic strength which controls the entry of the charged chains. A charged chain passes in the pore only if the thickness of the cloud of conter-ions around the chain is smaller than the diameter of the pore. We highlighted the existence of intermediate states corresponding to long life in protein partially folded. Moreover we showed the coexistence of conformation (unfolded and partially folded) for a given concentration of denaturing agent.EVRY-BU (912282101) / SudocSudocFranceF