Des scientifiques de l’Université de Leeds ont développé une approche qui pourrait aider à la conception d’une nouvelle génération de biomatériaux synthétiques fabriqués à partir de protéines.



Les biomatériaux pourraient éventuellement avoir des programs dans la réparation des articulations ou la cicatrisation des plaies, ainsi que dans d’autres domaines de la santé et de la creation alimentaire.

Mais l’un des défis fondamentaux est de contrôler et d’affiner la façon dont les blocs de development protéiques s’assemblent en réseaux protéiques complexes qui constituent la foundation des biomatériaux.



Les scientifiques de Leeds étudient remark les modifications de la structure et de la mécanique des blocs constitutifs des protéines individuelles – des changements à l’échelle nanométrique – peuvent modifier la composition et la mécanique du biomatériau à un niveau macro tout en préservant la fonction biologique du réseau de protéines.

Dans un write-up publié par la revue scientifique ACS Nano, les chercheurs rapportent qu’ils ont pu modifier la composition d’un réseau de protéines en supprimant une liaison chimique spécifique dans les blocs de construction des protéines. Ils ont appelé ces obligations les  » agrafes protéiques « .

Une fois les agrafes protéiques retirées, les molécules protéiques individuelles se dépliaient in addition facilement lorsqu’elles se connectaient et s’assemblaient en un réseau. Cela a abouti à un réseau avec des régions de protéine repliée reliées par des régions contenant la protéine dépliée, ce qui a donné des propriétés mécaniques très différentes pour le biomatériau.

Le professeur Lorna Dougan, de l’École de physique et d’astronomie de Leeds, qui a supervisé la recherche, a déclaré :  » Les protéines présentent des propriétés fonctionnelles étonnantes. Nous voulons comprendre comment nous pouvons exploiter cette fonctionnalité biologique diversifiée dans des matériaux qui utilisent des protéines comme éléments constitutifs.

« Mais pour ce faire, nous devons comprendre comment les changements à l’échelle nanométrique, au niveau des molécules individuelles, modifient la composition et le comportement de la protéine à un niveau macro. »

Le Dr Matt Hughes, également de l’École de physique et d’astronomie et auteur principal de l’article, a déclaré :  » Le contrôle de la capacité du bloc constitutif de la protéine à se déployer en supprimant les  » agrafes protéiques  » a entraîné des architectures de réseau très différentes avec un comportement mécanique nettement différent démontre que le déploiement du bloc constitutif de la protéine joue un rôle déterminant dans l’architecture des réseaux de protéines et la mécanique qui en découle. »

Les chercheurs ont utilisé les installations du Centre de biologie moléculaire structurelle et de l’École de physique et d’astronomie d’Astbury à Leeds et l’installation de resource de muons de neutrons ISIS du laboratoire STFC Rutherford Appleton dans l’Oxfordshire. En utilisant des faisceaux de neutrons, cela leur a permis d’identifier des changements critiques dans la structure du réseau de protéines lorsque les nano-agrafes ont été supprimées.

Parallèlement aux travaux expérimentaux, le Dr Ben Hanson, chercheur associé à l’École de physique et d’astronomie de Leeds, a modélisé les changements structurels en cours. Il a découvert que c’était spécifiquement l’acte de dépliement des protéines pendant la formation du réseau, qui était very important pour définir l’architecture du réseau des hydrogels protéiques.

Le professeur Dougan a ajouté :  » La capacité de modifier les propriétés à l’échelle nanométrique des blocs de building de protéines, d’un état rigide et plié à un état flexible et déplié, fournit une voie puissante pour créer des biomatériaux fonctionnels avec une architecture et une mécanique contrôlables.  »

La recherche a été menée avec l’aide du professeur David Brockwell et de Sophie Cussons, technicienne de recherche, au Centre Astbury de biologie moléculaire structurelle à Leeds.