Iryna BENILOVA soutiendra sa thèse le 15 juin 2007, à l’Ecole Centrale de Lyon, amphi 202, 14h00.
Titre de la thèse : Approche « biocapteur » pour sonder la bioaffinité et les interactions biocatalytiques de petits xénobiotiques
Spécialité : Biotechnologie
Résumé :
De nos jours, la bioélectronique basée sur l’enzyme et les récepteurs couplés à la protéine G (GPCRs) deviens une discipline à haut potential biomédical et pharmacologique. Les résultats de recherches présentés dans ce manuscript sont ciblés sur l’application de biocapteurs électrochimiques et optiques sans marquage pour suivi direct des interactions bioaffines et biocatalytiqes de certains petits xénobiotiques (odorants et glycoalkaloïdes solanacés) avec des biomacromolécules immobilizées telles que le récepteur olfactif humain RO 17-40 couplé à la protéine G et les cholinésterases de sérum humain et équin.
Nous avons démontré que les butyryl cholinestérases immobilisées sur la surface de transistors à l’effet du champ sensibles au pH (pH-FETs) ont suivi une cinétique de Michaelis pour l’hydrolyse de leurs substrats naturels. Les glycoalkaloïdes de pomme de terre, l’α-solanine et l’α-chaconine, et celui des tomates, la tomatine, ont inhibé l’enzyme équine de manière réversible et compétitive tandis que pour cholinésterase humaine, l’inhibition réversible mixte a été démontrée. Puisque les pH-FETs sont compatibles avec les technologies de la microélectronique et ils peuvent être biofunctionalisés facilement, ils peuvent être la base de plateformes « multibiocapters » à haute productivité visant au screening de médicaments pour la supression de l’activité de la cholinésterase ainsi que de xénobiotiques toxiques.
Les interactions affines de l’α-chaconine et l’α-solanine avec la cholinésterase équine ont été étudiées en utilisant la spectroscopie d’impédance électrochimiqie. La confrontation des valeurs de I50 mesurées par le capteur biocatalytique basé sur le pH-FET et mesurées par le capteur impédimétrique bioaffin a montré un bon accord.
Le récepteur olfactif humain RO 17-40 couplé à la protéine G a été employé avec succès dans deux biocapteurs sans marquage: électrochimique et optique en tant qu’unité complexe capable de la bioreconnaissance de molécules odorantes. La réponse de RO 17-40 en fonction de son agoniste spécifique l’helional sondée par deux techniques a montré des courbes en forme de cloche. La possibilité du suivi direct des événements moléculaires déclenchés par un récepteur stimulé par son agoniste sera un premier pas vers un dispositif multibiocapteur de type « nez bioélectronique » pour sélectionner des ligands pour des GPCRs et pour supprimer le caractère orphelin de ces derniers.
Mots clés: biocapteur, petite molécule, pH-FET, impédance, résonance plasmonique de surface, xénobiotique, glycoalkaloïde, odorant, cholinésterase, récepteur olfactif.