Les protéines sont des édifices moléculaires complexes dont la structure tridimensionnelle est intimement liée à la fonction qu'elles remplissent. Il est cependant difficile de savoir exactement comment une protéine est repliée dans son état fonctionnel et l'un des moyens pour y parvenir est d'observer son dépliement sous l'effet de contraintes extérieures (chauffage et compression).
Au-delà des effets de température, plus faciles à mettre en œuvre, les chercheurs soumettent des protéines à de très hautes pressions afin d'observer les états intermédiaires entre la protéine initiale repliée et la protéine dépliée, voire même transformée par « oligomérisation » (via la création de nouvelles liaisons chimiques entre des sous-ensembles moléculaires de la protéine).
Ils ont choisi d'étudier la β-lactoglobuline bovine (BLG), la principale protéine du lactosérum de la vache. Celle-ci se lie facilement à diverses molécules bioactives telles que le rétinol et le resvératrol, deux ligands ayant une affinité et des sites de liaison différents. Leurs effets spécifiques sur les changements conformationnels tridimensionnels et locaux de la BLG sous haute pression sont révélés par la diffusion neutronique aux petits angles (SANS) in situ, combinée à la spectroscopie d'absorption dans l'ultraviolet et le visible.
Selon la concentration de BLG, deux mécanismes distincts sont observés in situ sous des pressions allant jusqu'à environ 300 mégapascals (3.000 atmosphères) :
- un dépliement complet de la protéine,
- un dépliement partiel, accompagné d'une « oligomérisation » irréversible de la protéine via des « ponts » disulfures (S-S).
Le rétinol, qui a une forte affinité pour la cavité hydrophobe de BLG, stabilise significativement la protéine, repoussant le début du dépliement d'environ 100 mégapascals par rapport à la BLG sans ligand. Le resvatrol, quant à lui, n'induit aucun effet notable sur les changements structurels de la BLG dus à la pression.
La modélisation ab initio du SANS montre que les oligomères formés à partir du complexe BLG-rétinol sont plus petits et plus allongés par rapport à la BLG sans ligand ou en présence de resvératrol.
Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec le Laboratoire de chimie des processus biologiques (Collège de France - CNRS), l'Inserm (Paris) et AgroSup Dijon.