Equations d'état de solutions hautement concentrées de lysozyme
Résumé
Les dispersions très concentrées de protéines (plusieurs centaines de grammes par litre) possèdent une importance particulière dans des domaines variés tels que la physiologie cellulaire, l’industrie agroalimentaire (mousses, poudres, filtration membranaire...), la pharmacologie ou les maladies impliquant des transitons de phases de protéines.
Des modèles prédictifs, s’appuyant principalement sur les connaissances héritées de la physique des colloïdes, ont été proposés pour expliquer le comportement des protéines à haute concentration. Cependant, ils ne permettent pas de rendre totalement compte de la complexité et de la variabilité des protéines. A ce jour, la meilleure source d’information sur les protéines à haute concentration reste expérimentale.
La compression osmotique nous a permis de sonder les interactions mises en jeu dans des solutions de lysozyme, une protéine globulaire qui a été largement caractérisée et prise comme modèle pour l’étude du comportement des protéines à hautes concentrations et leur comparaison aux modèles colloïdaux. Nous avons ainsi pu accéder à une large gamme de fractions volumiques (Φ=0.01-0.62), couvrant la transition d’une phase diluée à une phase solide, tout en conservant les mêmes paramètres physico-chimiques (pH, force ionique).
Dans cette présentation, nous montrerons que les diagrammes (Φ,π) que nous avons obtenus sur le lysozyme sont des équations d’état. Nous discuterons de leur évolution en fonction des paramètres physico-chimiques du milieu (pH, force ionique). Nous montrerons également que ces équations d’état, couplées à de la diffusion des rayons X aux petits angles, permettent d’identifier des transitions du système lors de la concentration, cohérentes avec les caractéristiques connues du lysozyme. Enfin, nous discuterons de l’adéquation de modèles colloïdaux simples et de simulations numériques Monte-Carlo avec nos données expérimentales.