MR thèse 2006-21 - Bibliothèque Ecole Centrale Lyon

Chapitre V – Interface BSA/métal
IV.3.4. Discussion
Dans cette étude, notre objectif était d’accéder à l’interface formée entre la BSA et la surface métallique
par désorption thermique de la protéine préalablement adsorbée. Préalablement à la désorption thermique
de la BSA, les données quantitatives extraites des analyses XPS permettent d’observer une différence
d’orientation des protéines en fonction du substrat. Sur le substrat CrMet et Au, il semble que les
groupements polaires soient moins exposés à la surface de la couche de BSA déposée. En effet, les
rapports N/C et les fractions atomiques des composantes C-(O,N) et (N)-C=O sont inférieures aux valeurs
théoriques. Les groupements polaires sont préférentiellement orientés en direction de l’interface formée
avec le métal. L’orientation préférentielle des acides aminées et des protéines en fonction de la nature du
substrat est couramment rapportée dans la littérature [Lhoest, et al. 1998, Liedberg, et al. 1985, Tidwell,
et al. 2001, Uvdal, et al. 1992, Xia, et al. 2002].
L’élévation de la température permet de diminuer progressivement l’épaisseur de la couche de BSA.
Néanmoins, à la fin de notre expérience (450°C), la désorption de la BSA n’est pas complète. Il semble
que la température ait une incidence sur la désorption des protéines en fonction du substrat sur lequel elles
sont déposées. En effet, pour les mêmes gradients de température, la BSA désorbe et se décompose
beaucoup plus rapidement sur le substrat Au que sur les substrats CrMet et CrOx. Nous avons également
observé que le soufre de la BSA n’était plus détecté sur les substrats CrMet et Au au-delà d’une
température de 250°C. Au cours de l’étude de la sublimation de la BSA (paragraphe IV.2.2), nous avions
constaté que le soufre n’était pas détecté lorsque la protéine était sublimée à 245°C. Ces deux résultats
sont consistants avec une destruction de liaisons dans les chaînes latérales contenant du soufre.
Cependant, sur le substrat CrOx, le soufre est détecté indépendamment de la température. Ce résultat pose
la question de la stabilité de la BSA sur le substrat de CrOx par rapport au substrat CrMet. De façon plus
précise, et compte tenu du fait que le substrat CrMet présente également une composante oxyde en
surface, nous pouvons nous demander si la nature de l’oxyde ou l’épaisseur de la couche d’oxyde sont
impliqués dans la stabilité de la protéine adsorbée. Ces interrogations sont soulevées en raison de certains
travaux mettant en évidence l’incidence des oxydes sur l’adsorption ou la désorption des protéines. Il est
par exemple montré que la Concanavaline A présente une forte affinité pour les surfaces oxydées et que la
quantité de protéines adsorbées est fonction de l’épaisseur de la couche d’oxyde [Diniz et Ueta 2004]. Les
travaux de Karlsson montrent que l’efficacité de la détersion des protéines adsorbées sur acier inoxydable
est fonction de la nature de l’oxyde formé en surface. Les protéines adsorbées sur un inox passivé par
l’acide nitrique sont clairement résistantes au nettoyage comparativement à un inox prétraité par un
mélange NH 3 /H 2 O 2 /H 2 O à chaud [Karlsson, et al. 1999]. Ces travaux suggèrent donc que les interactions
protéines/surfaces sont d’autant plus importantes que la surface est oxydée.
Pour les trois substrats étudiés, nous observons l’apparition d’une nouvelle composante à plus faible
énergie de liaison. Il est difficile d’identifier l’origine de cette contribution. Est-elle liée à une destruction
partielle de la protéine sous l’effet de l’élévation de la température ou est-elle une caractéristique de
l’interface formée L’apparition de cette composante semble essentiellement liée à la température
puisque dans les trois cas, elle apparaît entre 150°C et 200°C quelle que soit l’épaisseur de la couche de
BSA. De plus, en raison de l’épaisseur des couches résiduelles (non désorbées) à la fin de notre
expérience, il semble peu probable que nous ayons accès à l’interface formée. Le contre-argument repose
sur la signification réelle des épaisseurs que nous avons calculées puisque nous n’avons pas d’information
sur la répartition de la BSA à la surface des substrats. Une analyse de l’extrême surface en distribution
angulaire par exemple permettrait d’obtenir un élément de réponse. En effet, une diminution du rapport
N 398,6 /N-C=O couplée à l’augmentation de l’angle d’analyse par rapport à la normale pourrait confirmer
l’interaction Au – N à l’interface.
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