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Lucie Altamura

Nanofils bio-inspirés en protéines : conductivité électrique et utilisation comme médiateur redox.

Publié le 27 janvier 2015
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Thèse soutenue le 27 janvier 2015 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique pour les Sciences du Vivant

Résumé :
Nous avons développé un nano-fil conducteur, constitué uniquement de protéines et bio-inspiré des nano-fils bactériens conducteurs. Pour cela, une protéine chimère a été créée par l'association d'une protéine prion capable de s'auto-assembler en fibre et d'une métalloprotéine, une rubrédoxine, capable d'effectuer des transferts d'électrons. Comme montré par des techniques de microscopies et de spectroscopies (absorbance UV-visible et RPE), la protéine chimère est capable de former des fibres à la surface desquelles on retrouve les rubrédoxines. Les propriétés électroniques des nano-fils ont été caractérisées par des mesures courant-tension sur des échantillons secs et par électrochimie. Les mesures courant-tension ont montré que la conduction se faisait par plusieurs mécanismes. Les acides aminés aromatiques présents au centre du domaine prion semblent impliqués dans un des mécanismes de conduction. Les mesures électrochimiques ont quant à elles montré une conduction par sauts entre rubrédoxines. De plus, nous avons utilisé les nano-fils comme interface entre une enzyme, la laccase, et une électrode. Un courant électrocatalytique dû à la réduction de l'oxygène a été obtenu prouvant ainsi la capacité de nos nano-fils à agir comme médiateurs d'électrons. Les nano-fils conducteurs faits de protéines sont une structure intéressante pour comprendre le transport de charges dans les systèmes biologiques et sont également très prometteurs pour le développement de la bioélectronique et plus particulièrement de biocapteurs et de biopiles enzymatiques.

Jury :
Rapporteur : Pr André Matagne
Rapporteur : Dr Benoît Limoges
Examinateur : Dr Marianne Weidenhaupt
Examinateur : Dr Patrice Rannou
Examinateur : Pr Trevor Forsyth
Directeur de thèse : Dr Vincent Forge


Mots-clés :
Nanofils, électronique, protéines, auto-assemblage, biocapteurs