Interactions entre proteines en solution : etude par diffusion des rayons x aux petits angles du lysozyme et des proteines du cristallin ; application a la cristallisation

Le comportement microscopique des macromolecules biologiques en solution est gouverne par des potentiels d'interaction (cur dur, electrostatique, van der waals, effets hydrophobes, hydratation) a courte et moyenne portee (quelques angstroms a quelques centaines d'angstroms). Ces potentiels d'interaction conferent a la solution ses proprietes macroscopiques (transparence, viscosite) et interviennent dans les transitions de phase et les processus de cristallisation. Nous avons utilise la diffusion des rayons x aux petits angles (dxpa) avec, comme systemes modeles, des solutions de lysozyme de blanc d'uf de poule et de proteines du cristallin de l'il de veau (gamma- et alpha-cristallines). Cette technique a permis la caracterisation des interactions entre proteines globulaires en solution en fonction de plusieurs parametres physico-chimiques tels que le ph, la temperature, la force ionique et l'addition de peg. Ces potentiels sont composes d'un terme de spheres dures, d'une repulsion colombienne et d'une attraction a courte portee, probablement de van der waals. L'addition de sel induit une attraction supplementaire qui suit l'ordre des series de hofmeister. De plus, l'addition de peg induit une attraction de depletion, a courte portee egalement. La combinaison de la dxpa et des techniques de gel permet de caracteriser les especes moleculaires en interaction en solution pendant la croissance cristalline. Pour le lysozyme avec nacl, nous avons montre qu'il n'existe pas d'espece intermediaire entre le monomere et le cristal. En couplant la dxpa (facteurs de structure experimentaux) et les simulations numeriques (facteurs de structure theoriques), les parametres de modeles developpes en mecanique statistique sont ajustes et permettent de remonter aux potentiels d'interaction theoriques correspondants. Ces resultats nous permettent de relier les interactions aux conditions de cristallisation des proteines et d'ameliorer la prediction de leurs diagrammes de phase.