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Contexte et objectifs

L'augmentation de la teneur en protéines végétales dans l'alimentation humaine constitue un défi pour répondre aux besoins en protéines de la population mondiale. Cependant, les propriétés d'assemblage de ces protéines sont mal comprises par rapport à leurs homologues animales, ce qui limite leur utilisation en tant qu'ingrédients dans les matrices alimentaires.

Le groupe de PlAnt Protein Physics (PAPP) étudiera les mécanismes à l’origine de l’agrégation des protéines végétales ainsi que la structure et la dynamique de ces agrégats. Ces études montreront dans quelle mesure l'auto-assemblage des protéines végétales peut être contrôlé et régulé, et devraient permettre de concevoir de nouveaux assemblages fonctionnels pour les applications alimentaires.

Trois modèles de protéines seront étudiés : les protéines de colza, de pois et de blé.

L'approche expérimentale comprendra les étapes suivantes : (i) purifier les protéines pour travailler sur des systèmes simples bien caractérisés, (ii) développer des outils de criblage à moyen-débit pour l'établissement de diagrammes de phases et (iii) coupler in situ ou ex situ des outils de caractérisation structurale pour obtenir des «diagrammes de phases structuraux».

Les diagrammes de phase expérimentaux seront comparés à la théorie, fournissant une description quantitative des propriétés d'interaction des protéines. Ces diagrammes de phase seront également utilisés pour générer de nouveaux assemblages fonctionnels tels que des coacervats, des microgels, des fibres et fourniront des orientations pour la création de structures alimentaires sur mesure.

Partenaires:

• Purification & Biochimie des protéines végétales et recombinées: BIA, Plateau de Purification des protéines (V. Solé-Jamault, J. Davy)
• Développement de la Micro/Millifluidique appliquée aux biopolymères: BIA, NANO (D. Renard, M. Marquis, J. Davy)
• Biochimie des protéines de blé & Physico-chimie des biopolymères: UMR IATE, Montpellier (M-H Morel, C. Sanchez)
• Physique de la matière molle appliquée aux biopolymères: GENIAL, Paris (P. Menut)
• Biophysique: Institute, Amsterdam, Netherlands (G. Koenderink AMOLF)

Durée du projet et financement:

Durée : 36 mois (octobre 2016 - mars 2020)

Montant total de l'aide : 141 k€

• 100 k€ RFI FT
• 30 k€ INRA - Département CEPIA (ANS MicroPro)
• 11 k€ INRA - Métaprogramme Did'it

Publications :

• Sahli, L., Renard, D., Solé-Jamault, V., Boire, A. (2019) Role of protein conformation and weak interactions on γ-gliadin liquid-liquid phase separation. Scientific Reports, 9, 13391.
• Ainis, W.N., Boire, A., Solé-Jamault, V., Nicolas, A., Bouhallab, S., Ipsen, R. (2019) Contrasting assemblies of oppositely charged proteins. Langmuir, 35, 30, 9923.
• Amine. C., Boire, A., Kermarrec, A., Renard, D. (2019) Associative properties of rapeseed napin and pectin: Competition between liquid-liquid and liquid-solid phase separation. Food Hydrocolloids, 92, 94.
• Boire, A., Renard, R., Bouchoux, A., Pezennec, S., Croguennec, T., Lechevalier, V.,  Le Floch-Fouéré, C., Bouhallab, S., Menut. P. (2019) Soft Matter Approaches for Food Proteins Interaction and Assembly. Annual Review Food Science and Technology, 10, 14.1.
• Amine, C., Boire, A., Davy, J., Marquis, M., Renard, D. (2017) Droplets-based millifluidic for the rapid determination of biopolymers phase diagram. Food hydrocolloids, 70, 134.