Colloque

Interaction entre le ganglioside GM1 et des bicouches de PC

Maroun Bou Khalil

Danielle Carrier

Membre a labase

Maroun Bou Khalil

Résumé du colloque

Le monosialoganglioside GM1 est un glycosphingolipide anionique retrouvé dans la membrane plasmique des cellules animales. Même si ses fonctions biologiques et ses propriétés physiques exactes sont inconnus, il est présumé que GM1 joue un rôle dans le transport des ions Ca2+ et la transmission synaptique des tissus neuronaux. La spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR) a été utilisée pour étudier le comportement thermotropique des dispersions de 1,2-dimyristoyl-DL-phosphatidylcholine perdeutéré (DMPC) et du monosialoganglioside GM1. L'interaction du Ca2+ avec les liposomes de DMPC/GM1, ainsi que l'effet de cette interaction sur la formation des liens hydrogène à la surface des bicouches ont été étudiés dans le cadre de cette étude. Les micelles de GM1 n'ont pas démontré une transition de phase entre 5 et 60 °C, même à des concentrations de 110 mg/ml. Cependant, dans les bicouches multilamellaires de DMPC/GM1, les chaînes acyles du glycolipide et les chaînes hydrocarbonnées perdeutérées du phospholipide ont démontré une transition de phase coopérative centrée à une température plus élevée que les dispersions de DMPCd. Ces résultats suggèrent que la moieté céramide du glycolipide est insérée dans la partie hydrophobe des bicouches par un effet hydrophobe. GM1 a stabilisé les bicouches et les ions Ca2+ ont augmenté davantage l'ordre des chaînes acyles dans les membranes modèles. Les changements spectroscopiques des bandes amide I et C=O ester à l'interface indiquent une diminution de la formation des liens hydrogène dans les bicouches de DMPC/GM1. Nos résultats indiquent que la moieté céramide du GM1 s'insère dans les bicouches lipidiques et se termine au centre de ces derniers (pas d'interdigitation), ce qui contribue à une position unique de la tête polaire du glycolipide à l'interface, permettant une meilleure interaction avec les ions Ca2+ que le groupement phosphate du phospholipide perdeutéré dans les bicouches de DMPC/GM1. Donc, la conclusion que nous avons tirée était que c'est fort probable que le ganglioside GM1 est une nouvelle molécule de transduction cellulaire dans le système nerveux central, interagissant avec les lipides membranaires, créant des domaines lipidiques membranaires impliqués dans les processus de translocation des signaux externes à travers la membrane plasmique, reconnaissant des lipides membranaires dans les régions synaptiques, se liant préférentiellement aux ions Ca2+ pour altérer la transmission synaptique. L'organisation morphologique de GM1 dans les bicouches perdeutérées a été examinée par FTIR à haute pression. Cette technique a été utilisée afin d'étudier les interactions intra- et intermoléculaires de GM1 dans des membranes modèles de DMPC, la formation des liens hydrogène à l'interface et l'effet de réduction de volume sur le comportement conformationnel du glycolipide, déterminer si l'interaction du Ca2+ avec l'acide sialique du GM1 a un effet sur la formation des liens hydrogènes à l'interface, étudier les dynamiques des chaînes acyles et l'interdigitation de la moieté céramide de GM1 à travers le centre des bicouches phospholipidiques formées à partir des chaînes acyles symétriques plus courts. Nos résultats supportent la notion que le monosialoganglioside est un médiateur des interactions cellule-cellule, un modulateur de la transduction des signaux et que le glycolipide est impliqué dans les fonctions membranaires dynamiques en subissant une transition de phase ou en formant des micelles inversés dans les bicouches pour la translocation des ions Ca2+, de la toxine de choléra et des molécules CD4 à travers la membrane plasmique.

Contexte

Section :

Membranes et récepteurs

Thème du colloque :

Membranes et récepteurs

Responsables :

Jean Himms-Hagen

Hôte : Université d’Ottawa

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