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

Diplôme : Ph. D.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 beta ne semble pas agrégée dans ce compartiment alors qu'une forte proportion de la caséine alphaS1 reste associée aux microsomes. Les extractions membranaires dans différentes conditions physico-chimiques ont révélé l'existence d'une forme membranaire de la caséine alphaS1 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 alphaS1 avec les membranes. Pour caractériser les bases moléculaires de l'interaction de la caséine alphaS1 avec les phospholipides des membranes biologiques, nous avons mis en oeuvre des techniques spectroscopiques. Les formes phosphorylée et déphosphorylée de la caséine alphaS1 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 alphaS1 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. L'originalité de ce travail a été de montrer l'existence, pour la première fois, d'une forme membranaire d'une caséine dans la CEM. Nos résultats suggèrent que cette forme membranaire de la caséine alphaS1 pourrait jouer un rôle clé dans l'édification de la structure micellaire et/ou dans le transport intracellulaire et la sécrétion des caséines