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Publié par Jean-Pierre FORESTIER

L’essentiel

De très exotiques nanotubes peptidiques, auto-organisés, seraient-ils une étape vers une mémoire bio inspirée ?

 

Plus récents que les belles histoires contées par Eiichi Fukada de l'article précédent sur la bio-ferroélectricité,

restant parfois exotiques, plusieurs nanotubes peptidiques particuliers, auto-organisés, sont proposés par des équipes russes, portugaises et israéliennes, qui s’associent quelques fois.

 

Remarques en introduction

La phénylalanine est un acide aminé naturel, entrant dans la chaîne de la plupart des protéines.

Il est de plus « essentiel » pour Homo sapiens car celui-ci ne le synthétise pas mais doit le trouver dans les protéines de son alimentation, (laits et dérivés, viandes, lentilles, …)
 

L’association de plusieurs, à partir de deux, acides aminés forme des peptides. La structure primaire d'une protéine peut être considérée comme une chaîne de peptides.

La diphénylalanine est un peptide formé de deux acides aminés, deux phénylalanines

Auto organisation en nano tubes

Sous certaines conditions expérimentales, la diphénylalanine présente la particularité (l’exotisme !) de s’auto-assembler en formant des nanotubes peptidiques,  ayant des propriétés ferroélectriques.

Figure empruntée à Meital Reches et Ehud Gazit

Pour montrer le rapprochement avec des protéines de structure, les tubulines,

 

... mais sans être du biomimétisme, les auteurs utilisent le terme de "bio-inspiration" et de « nanotubes peptidiques bio-inspirés » Bioinspired Peptide Nanotubes  

… qui selon les auteurs, le nanotubes peuvent avoir  la forme de la figure précédente

 

 

- ou celle-ci  

 

 

 

- ou encore celle-ci

 

L’ensemble pouvant donner des motifs différents selon le mode de préparation.

Les auto assemblages du bas (b) nous ramène à un certain exotisme floral et poétique.

Mais, d'après les auteurs, c’est le motif en baguettes (a) qui a les propriétés ferroélectriques les plus intéressantes 

 

Ferroélectricité

L’exotisme de ces nanotubes fait un peu oublier les propriétés ferroélectriques qui, à ma connaissance, ne sont rapportées par une seule des publications .

La courbe d’hystérésis de ces nanotubes indique une polarisation qui varie d’environ 60 Debyes entre -100 et + 100 volts, mais dont la courbe est assez « plate »

La particularité est de ne pas présenter d’inversion de champs, puisque toutes les valeurs de la polarisation sont négatives.

Néanmoins, ces nanotubes pourraient avoir un intérêt potentiel que nous verrons dans le prochain article

 

Des nouveaux polymères organiques ferroélectriques ont été proposés.

L’un d’eux, nous rapproche des protéines puisqu’il est flexible et constitué d’imidazoles substitués, or le noyau imidazole est la « partie active » d’un acide aminé protéinogène : l’histidine.

Cette activité est connue dans le site actif de nombreuses enzymes.   

L’exotisme de ses propriétés des polymères d’imidazoles substituées anticipe-t-elle celui des protéines de mémoire ?  

Un retard, un temps de latence, entre le signal d’entrée (pré-synaptique) et le signal de sortie (post-synaptique) a été observé.

Cette latence est attribuée à la plasticité de la synapse, elle pourrait bien être conférée par la plasticité des protéines de mémoire mises en contact avec la synapse par le pied astrocytaire

Sans en décrire la cause, Hebb avait postulé que la trace mnésique était renforcée par la répétition de stimulations.  

Ce « renforcement des synapses » serait l’aboutissement par un empilement des retards en sortie, provoqué par une succession suffisamment rapide de signaux.

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