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Oppositely charged proteins can form soluble assemblies that under specific physical chemical conditions lead to liquid-liquid phase separation, also called heteroprotein coacervation. Increasing evidence suggests that surface charge anisotropy plays a key role in heteroprotein complexation, and coacervation. Here, we investigated complexation of an acidic protein, β-lactoglobulin (BLG), with two basic proteins, rapeseed napin (NAP) and lysozyme (LYS), of similar net charge and size but differing in surface charge distribution. Using turbidity measurements and isothermal titration calorimetry, we confirmed that LYS binds BLG as expected from previous studies. This interaction leads to two types of phase separation phenomena, depending on pH: liquid-solid phase separation in the case of strong electrostatic attraction and liquid-liquid phase separation for weaker attraction. More interestingly, we showed using dynamic light scattering that NAP interacts with BLG, resulting in formation of assemblies in the nanometer size range. The formation of assemblies was also evident when modeling the interactions using Brownian dynamics for both BLG + NAP and BLG + LYS. Similarly, to DLS, BLG and NAP formed smaller assemblies than BLG with LYS. The molecular details rather than the net charge of BLG and NAP may therefore play a role in their assembly. Furthermore, simulated BLG + NAP assemblies were larger than those experimentally detected by DLS. We discuss the discrepancy between experiments and simulations in relation to the limitations of modelling precisely the molecular characteristics of proteins.

National audience; La naturalité des produits alimentaires représente une demande forte des consommateurs des pays développés. La naturalité s’entend comme une réduction de l’emploi des additifs pour la fabrication, le stockage, la distribution ou l’usage des produits alimentaires, mais aussi la préservation des propriétés organoleptique et santé des macro- et micronutriments constitutifs. Les protéines sont des constituants essentiels pour texturer des aliments. Il existe cependant 2 limites à l’utilisation des protéines pour leurs propriétés de texture : une trop faible concentration en protéines ne permet pas de texturer une matrice alimentaire de façon satisfaisante, tandis qu’une trop forte concentration en protéines thermo-sensibles, comme les protéines de lactosérum, conduit à une agrégation excessive ou une gélification pendant leur traitement thermique. Un recours à l’addition d’agents gélifiants ou stabilisants est donc nécessaire pour atteindre la texture souhaitée (solide, visqueuse, fluide). Dans le cadre d’un projet interrégional, Profil, nous avons étudié le rôle de différentes fractions protéiques du lait pour contrôler la texture des émulsions sur une large gamme de concentration en protéines de lactosérum et sans ajout d’additif en combinant les propriétés de stabilité thermique des assemblages de protéines de lactosérum et les propriétés interfaciales des caséines. A teneur faible en protéines, notamment en caséines, les assemblages de protéines de lactosérum s’adsorbent à l’interface et connectent les globules gras, ce qui permet de texturer l’émulsion. A plus forte concentration en caséines, celles-ci couvrent l’interface au détriment des assemblages de protéines de lactosérum qui restent dans la phase dispersée et les émulsions sont fluides et stables après traitement thermique, même à forte concentration en protéines. Ces travaux ouvrent une voie innovante pour la création de produits laitiers sans additif répondant à la demande de naturalité des consommateurs. La compréhension du rôle de l’interface eau/huile dans la texturation des émulsions et son ingénierie constituent des leviers pour mieux contrôler la texture de produits existants. Ils offrent également des pistes pour la création de nouveaux produits correspondant à de nouveaux usages et de nouvelles habitudes de consommation. Les assemblages protéiques façonnés par traitements thermomécaniques permettent d’obtenir des propriétés fonctionnelles adaptées à un usage culinaire cible. Or, ces traitements impactent la structure des protéines et partie de leurs propriétés santé. Pour pleinement répondre aux enjeux de naturalité des produits alimentaires, la préservation des propriétés santé des protéines constitue également un enjeu majeur de l’alimentation de demain. Des pistes sont actuellement à l’étude pour répondre à ce double enjeu de maitrise de la techno-fonctionnalité et de la préservation de la bio-fonctionnalités des protéines.

Understanding the behavior and structure of food products requires knowledge of the spatial arrangement of the various components and their interactions. Among these components, proteins, beyond their roles in nutrition and health, exhibit specific functional properties inherited from both their molecular flexibility and the plasticity of their diversified assemblies. These structural and functional properties make food proteins versatile and useful ingredients in a wide range of product development. This chapter reviews the role of proteins in the development of food structure with a focus on milk and egg proteins. We first describe the main proteins, their physicochemical characteristics, and the diversity of assembled structures obtained during processing. Through specific examples, including proteins gels, yogurt, and various cheeses, we illustrate how the properties of proteins are explored in the manufacture of food.

International audience; Rational design of functional molecular assemblies from food proteins such as complex coacervates constitute a way toward the development of innovative food products and ingredients. It constitutes also an opportunity to generate new protein-based materials with new functional or bioactive properties. Complex coacervation, a form of liquid-liquid phase separation, is a well-known associative process that can occur between oppositely charged bio-macromolecules. Heteroprotein complex coacervation (HPCC) constitutes a special case of such process in which the dense liquid phase is composed of interprotein complexes [1]. The formation of such intermolecular complexes leading to coacervates is influenced by many physico-chemical and structural factors such as pH, ionic strength, concentrations, protein ratio and charge density. Although complex coacervation has been studied for decades, HPCC is less well understood. I will present and discuss the identified similarities and differences with other coacervation systems, highlighting the key elements. The application of HPCC in food and non-food sectors constitutes an emerging research challenge. The potential use of HPCC for purification purposes or encapsulation and delivery of bioactive ingredients will be discussed.

Les protéines solubles du lait pour texturer les aliments. journée scientifique "science des aliments et valorisation des bio-produits"

Assembly of plant storage proteins: role of intrinsic disorder and charge anisotropy. Edible Soft Matter – a SoftComp Topical Workshop

Protein Interactions / assemblies and subsequent properties. STLOpendays

National audience

National audience; Propriétés interfaciales et moussantes des protéines. journée scientifique "science des aliments et valorisation des bio-produits"

International audience; Animal-and plant-based proteins are present in a wide variety of raw and processed foods. They play an important role in determining the final structure of food matrices. Food proteins are diverse in terms of their biological origin, molecular structure, and supramolecular assembly. This diversity has led to segmented experimental studies that typically focus on one or two proteins but hinder a more general understanding of food protein structuring as a whole. In this review, we propose a unified view of how soft-matter physics can be used to control food protein assembly. We discuss physical models from polymer and colloidal science that best describe and predict the phase behavior of proteins. We explore the occurrence of phase transitions along two axes: increasing protein concentration and increasing molecular attraction. This review provides new perspectives on the link between the interactions, phase transitions, and assembly of proteins that can help in designing new food products and innovative food processing operations.

Après avoir présenté rapidement le projet PROFIL et plus particulièrement l’axe « propriétés detexture », les auteurs décrivent la problématique qui consiste à produire des assemblages fonctionnels deprotéines du lactosérum par chauffage. Une alternative au chauffage de solutions de protéines a étéexploitée, l’étuvage, qui consiste à chauffer la poudre de protéines à un couple temps-température et uneactivité d’eau (aw) définis. Ce procédé de chauffage est largement utilisé pour les ovo-produits afinaugmenter leur fonctionnalités (propriétés moussantes et gélifiantes), mais pas ou peu pour les protéinesde lait.Un procédé pour produire des assemblages de protéines du lactosérum par étuvage est ensuitedécrit, qui consiste à ajuster une solution de protéines du lactosérum à un pH alcalin, à la sécher, puis àétuver la poudre à une température > 100°C pendant une quarantaine d’heures. Des assemblagesparticulaires possédant une taille et une forme proches de la taille et de la forme de la poudre étuvée sontainsi produits, c’est-à-dire que la particule de poudre est insolubilisée par le procédé d’étuvage. Comme lapoudre comprend beaucoup d’air et que cet air est remplacé par l’eau au moment de la mise ensuspension dans l’eau de la poudre, les particules formées complexent de très fortes quantités d’eau etexpriment de fortes viscosités en suspension pure.L’optimisation du procédé, qui a permis de réduire les temps d’étuvage à moins d’une heure, estensuite présentée, ainsi que les applications potentielles de ces assemblages comme ingrédients dans lesproduits alimentaires.

International audience

The application of fundamental physicochemical concepts for rational design of functional assemblies from food proteins constitute a response to the growing trend toward the development of new and innovative food products and also an opportunity to generate new protein-based supramolecular structures with new applications. Because of their omnipresence in food systems and their biodegradability, proteins are the focus of many attempts for their use as building blocks for such supramolecular structures. Controlled self- co-assembly of proteins can generate a variety of supramolecular structures that vary in shape, size and density (fibrils, spherulites, nanotubes, etc). For instance, well-defined microspheres called heteroprotein complex coacervates (HPCC) can be formed by control mixing of oppositely charged proteins.1 The objective of our research is to understand the mechanisms behind HPCC process from initial spontaneous molecular interaction to micro-scale characterization. In this communication, we will summarize our results on several binary protein systems and will show that co-assembly of proteins into complex coacervates (Figure) is a generic process that is, de facto, independent of the protein amino-acid sequence. We will report on the requirements that drive such spontaneous coassembly: protein conformational state and flexibility, molar stoichiometry, total protein concentration, charge anisotropy, etc. The Research challenges and the promising uses of HPCC in food and non-food sectors (encapsulation of bioactives, design of edible films) will be discussed.

The application of fundamental physicochemical concepts for rational design of functional assemblies from food proteins constitutes a response to the growing trend toward the development of new and innovative food products and also an opportunity to generate new protein-based supramolecular structures with new applications. Given their omnipresence in food systems, proteins are the focus of many attempts for their use as building blocks forsuch supramolecular structures. Controlled self- co-assembly of proteins can generate a variety of supramolecular structures that vary in shape, size and density (fibrils, spherulites,nanotubes, etc). For instance, well-defined microspheres called coacervates can be formed by control mixing of oppositely charged proteins. The aim of our research is i- to understand the mechanisms behind such spontaneous complex coacervation process from molecular interaction to micro-scale organization, ii- to test the efficiency of formed heteroproteincomplex coacervates (HPCC) for encapsulation of nutrients and bioactives. In this presentation, we will summarize the results obtained on several binary protein systems and will show that co-assembly of proteins into coacervates is a generic process with however several specificities [1]. The ability of HPCC to encapsulate small molecules such as Vitamin B9 and ANS was also demonstrated [2]. Hence, HPCC constitute new structured biopolymerbased delivery systems for the elaboration of natural and functional foods.

International audience; Les biopolymères sont des composants essentiels des aliments et des boissons, ainsi que des composants clés d'autres types de produits non alimentaires. Le défi est de comprendre l'organisation à l'échelle macroscopique de ces architectures naturelles et élaborées, en relation avec les propriétés des composants de base et leurs interactions à une échelle mésoscopique.Dans un contexte de transition alimentaire mondiale, de nouvelles sources de protéines alternatives sont recherchées. Par conséquent, la connaissance approfondie de ces molécules ainsi que la caractérisation des interactions et des structures à plusieurs échelles dans les matrices alimentaires permettront l'utilisation optimale des biopolymères. Cette connaissance pluridisciplinaire aura un impact positif sur le contrôle de la structure finale, de la formulation de produits alimentaires, de la qualité sensorielle, de l'encapsulation de molécules saines, du comportement au cours de la digestion et de nombreuses autres caractéristiques essentielles.

Les protéines sériques sont des protéines dérivées du lait, très utilisées dans l’industrie alimentaire pour leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles. L’étuvage d’une poudre d’isolat de protéines sériques à pH alcalin permet de former des assemblages micronique (AMI), possédant des propriétés rhéologiques remarquables. Brièvement, la poudre d’isolat est solubilisée dans l’eau à 150 g/kg et son pH est ajustée à 9,5. La solution est ensuite rapidement séchée par pulvérisation sur une tour pilote. La poudre est conditionnée à une activité d’eau voisine de 0,2, puis introduite dans des tubes fermés hermétiquement et étuvée à 100°C, pendant des temps variables. La poudre étuvée est remise en suspension dans de l’eau à pH 6,5 et ses propriétés d’écoulement sont caractérisées. L’objectif de ces travaux est d’étudier l'effet du temps d'étuvage sur la formation des AMI et sur leurs propriétés rhéologiques. Les suspensions d’AMI sont caractérisées par mesure de leur viscosité. Les rendements de formation des AMI sont évalués par pesés et la morphologie des AMI est étudiée par microscopie confocale Les AMI sont sphériques et creux. Ces macrosphères, de taille 4 à 400 μm, sont obtenues par réticulation des protéines au sein du grain de poudre, ce qui leur confère une forme identique à celle du grain de poudre étuvé [1]. La durée de l’étuvage est le paramètre qui va déterminer la capacité des AMI à apporter de la viscosité en phase aqueuse, car il modifie le taux de réticulation des protéines dans les grains de poudre, le nombre, la taille et la capacité de rétention des AMI en suspension dans l’eau. Les AMI pourraient être ajoutés à des préparations laitières pour augmenter leur viscosité en complexant une partie de la phase soluble.

Les protéines du lait constituent une véritable malle au trésor. Les avancées scientifiques actuelles sur le lait mettent de plus en plus en exergue la plasticité des protéines laitières, souvent décrites comme l’or blanc du lait. La capacité de ces protéines à former des assemblages aptes à fonctionnaliser des interfaces, eau-huile et eau-air, pour obtenir des émulsions et des mousses ; à texturer les produits ou encore à vectoriser des molécules d’intérêt offre un énorme potentiel d’innovation. Ce potentiel s’inscrit dans la tendance du Clean Label et la création de nouveaux produits laitiers 100% lait.Le projet PROFIL (PROtéines Fonctionnalisées pour l’Industrie Laitière) a été bâti sur ces extraordinaires découvertes. Il réunit sept partenaires académiques et un consortium de 10 industriels laitiers regroupés au sein du consortium BBA.L’objectif de la journée du 21 septembre est de partager avec les chercheurs, académiques et industriels les résultats marquants de PROFIL qui seront présentés par six doctorants.

Heteroprotein complex coacervation corresponds to the formation of two liquid phases in equilibrium induced by the interaction of two oppositely charged proteins. The more concentrated phase known as coacervate phase, has attracted interest from several fields of science due to its potential applications for example for encapsulation and delivery of bioactives. Prior such application, it is necessary to understand how the presence of small ligands affects the complex coacervation. In this work, we report on the interaction of small ligand with individual proteins β-lactoglobulin (β-LG) and lactoferrin (LF) and consequences on their complex coacervation. ANS (8-Anilinonaphthalene-1-sulfonic acid), a fluorescent probe, was used as model ligand. While ANS did not interact with β-LG, it presented two sets of binding sites with LF inducing its self-aggregation. Depending on its concentration, ANS modulated the shape of β-LG-LF macromolecular assembly. Coacervates were observed for ANS/LF molar ratio

Les protéines du lait constituent une véritable malle au trésor. Les avancées scientifiques actuelles sur le lait mettent de plus en plus en exergue la plasticité des protéines laitières, souvent décrites comme l’or blanc du lait. La capacité de ces protéines à former des assemblages aptes à fonctionnaliser des interfaces, eau-huile et eau-air, pour obtenir des émulsions et des mousses ; à texturer les produits ou encore à vectoriser des molécules d’intérêt offre un énorme potentiel d’innovation. Ce potentiel s’inscrit dans la tendance du Clean Label et la création de nouveaux produits laitiers 100% lait. Le projet PROFIL (PROtéines Fonctionnalisées pour l’Industrie Laitière) a été bâti sur ces extraordinaires découvertes. Il réunit sept partenaires académiques et un consortium de 10 industriels laitiers regroupés au sein du consortium BBA. L’objectif de la journée du 21 septembre est de partager avec les chercheurs, académiques et industriels les résultats marquants de PROFIL qui seront présentés par six doctorants.

The design of biocarriers for protection and controlled delivery of bioactives represents a challenge for developing functional foods. We investigated the potentiality of heteroprotein Beta-lactoglobulin (BLG) and Lactoferrin (LF) co-assemblies as biocarriers for vitamin B9 (B9). Using different B9:protein mixing ratios, B9-LF-BLG co-assemblies were obtained and assessed by turbidity and phase contrast microscopy. Kinetics of their formation and stability were monitored. B9 entrapment efficiency was evaluated. Two types of B9-LF-BLG co-assembly were identified: aggregates (at low and high protein concentrations), and heteroprotein coacervates (at intermediate protein concentrations), both exhibiting different kinetics and stability over time. Compiling screening maps of B9-LF-BLG co-assemblies and B9 entrapments, we evidenced that B9-LF-BLG coacervates exhibited higher performance as B9 biocarrier, with an optimal entrapment of ≈10 mg B9/g protein. Therefore, such co-assembly displays useful potentialities as vitamin biocarriers for the design of natural functional foods, offering enhanced health benefits, yet without resorting to non-food additives.

Expression à l'interface eau-air de potentialités d'assemblage des protéines, et interactions aux concentrations élevées. Matière molle pour la science des aliments : Compréhension et Structuration

International audience; The native whey proteins have been intensively used in a multitude of food applications due to their high nutritional, biological, and techno-functional properties. The range of applications of whey proteins has further been extended in the last decades by the use of whey protein aggregates offering new techno-functional properties. These properties are directly dependent on the structure of whey protein aggregates. In the presentation, after a brief description of the major dairy proteins, we examine the most important advances on: i- supramolecular assemblies of whey proteins and the conditions to apply; ii- spontaneous assemblies of whey proteins into coacervates and their possible use as carrier for bioactive molecules; iii-modifying whey protein aggregates by chemical grafting; iii- whey protein aggregates in yoghurt making as an example. This presentation shows some selected results accumulated during the last decade in the laboratory of Science and Technology of Milk and Eggs.

Encapsulation of bioactive compounds such as vitamins and micronutrients is a great challenge to develop new functional foods. There is a growing demand from consumers for food products offering health benefits such as products enriched with vitamins. At the same time, consumers tend to favor natural food or products with minimal amount of additives. The encapsulation of bioactives usually resorts to extraneous components that are not natural constituents of the targeted food product. It could therefore be relevant to seek to encapsulate bioactive molecules by means of intraneous components that are natural constituents of the targeted food product. Among food constituents, food proteins are biopolymers that appear suitable for the transport and protection of several bioactives. Recent studies have reported the ability of two oppositely charged milk proteins, beta-lactoglobulin (BLG) and lactoferrin (LF), to spontaneously co-assemble to form heteroprotein complexes called “coacervates” (Anema et al., 2014; Tavares et al., 2015). Complex coacervation is a well-known phase separation between two oppositely charged macromolecules, into a concentrated phase of coacervates and dilute phase. It can be used as an encapsulation technique. In the literature, two general procedures can be found to encapsulate a compound by the complex coacervation of two biopolymers. The objective of this work is to investigate the potentialities of coacervates entirely made from food proteins to encapsulate a bioactive compound according to these procedures. We investigated the potentiality of BLG-LF coacervates to encapsulate the hydrophilic vitamin B9

Expression at the air{water interface of protein assembly potentiality, and interactions at high concentration. OMM Anual meeting

Heteroprotein complex coacervation. OMM Anual meeting

Comité d'organisation:Prof Perla RELKIN, AgroParisTech-Centre de Massy (President)SPAB, Department of Engineering and Science of Food and Bioproducts1 Avenue des Olympiades, 91300 MASSY, FranceDr Monique AXELOS, INRA, France (Vice-President)Head of the division for Science and Process Engineering of Agricultural ProductsRue de la Géraudière BP 71627INRA_logo44316 NANTES, France; Formation of co-assembled structures by spontaneous association of oppositely charged globular proteins has increasing interest for the design of new supra-molecular structures. These supra-molecular structures present diverse properties and have been associated with innovative applications such as the encapsulation of bioactives. Our work reports on the impact of subtle change of protein charge on coacervation and subsequent liquid-liquid phase separation. The present communication focuses onlactoferrin (LF) and the two β-lactoglobulin (β-LG) isoforms.Upon mixing, LF and β-LG form microspheres throughout coacervation under narrow pH range (5.4-6.0) and well defined protein molar ratio. At the optimal pH, an excess of β-LG over LF is required for coacervation, LF being the limiting partner under tested concentration ranges. The β-LG/LF molar ratio recovered in the formed coacervates varied from 4 to 8 depending on the total protein concentration. A mechanism was proposed to explain such molar ratio increase.Remarkably, LF showed a selective coacervation with isoform A of β-LG as judged by a larger coacervation domain (Figure 01) and a high yield of LF recovered in the coacervate phase once mixed with β-LG A i.e. 80% against a maximum of 42% with β-LG B.The interaction parameters between LF and β-LG isoforms, as assessed by isothermal titration calorimetry (ITC), were not found to be significantly different. Both β-LG isoforms exhibited complex exothermic binding isotherms with both enthalpic and entropic contributions.Investigations are presently conducted to understand the origin of the specific association of β-LG isoforms with LF, in particular the role of amino-acid substitutions from Asp and Val (β-LG A) to Gly and Ala (β-LG B)

Proteins are one intrinsic part of many food products. They can be hydrolyzed into peptides during food processes or storage. Protein hydrolysis can enhance the functional properties of the food products depending on the type of peptides produced. Most of information on peptide functional properties currently comes from dilute solutions, in which both the composition and the protein concentration are far away from food products. However, additional information is required to understand the self-assembly of proteins and peptides in complex matrices. Pools of peptides are usually not characterized and a fortiori it is difficult to determine how, and to which extent, the protein functional properties are modified due to protein hydrolysis. To answer these questions, we produced pools of peptides with defined physicochemical characteristics (size, charges and hydrophobicity) through the action of two enzymes. Sodium caseinate was hydrolysed by trypsin and Glu-C, giving three pools per enzyme, which contain peptides quantitatively and qualitatively different. Peptides were identified by high resolution tandem mass-spectrometry and their structure was determined by Fourier transform infrared spectroscopy. Controlled amount of these peptides were incorporated into high-protein matrices made of casein micelles. Some of these matrices are liquids whereas the others are gels. Then, rheological properties of matrices were studied by flow and small amplitude oscillatory measurements Advances in sequence identification and structural determination have made possible to characterize the peptides present in the hydrolysates and those that interact with casein micelles. Under our conditions, peptides with specific physicochemical and structural characteristics modified the rheological properties of matrices. This innovative approach gives new ways to establish a relationship between physicochemical, structural characteristics of peptides and their functional properties in complex matrices. This method could be enlarged to various food matrices

International audience

Polymerix, colloque organisé par CBB Capbiotek les 28 & 29 mai 2015 à Rennes, aura pour thème Des polymères biosourcés pour les innovations de demain ?.Ces dernières années, les projets de recherche et d’innovation visant à développer la production des polymères biosourcés (protéines, polysaccharides, polyesters...) et leurs applications (cosmétique, agroalimentaire, santé, emballage…) se sont multipliés. Depuis 20 ans, POLYMERIX permet aux acteurs de cette filière de se réunir à Rennes pendant deux jours pour faire le point et échanger sur les dernières avancées sur les biopolymères, leurs sources (marine, végétale, microbienne…) et leurs applications.; L'application des concepts de physico-chimie fondamentale pour la conception rationnelle d’assemblages fonctionnels de biomolécules alimentaires constitue une des réponses à la demande croissante pour l’élaboration de produits nouveaux et novateurs ainsi que pour la génération de structures supramoléculaires avec de nouvelles applications. En raison de leur omniprésence dans les systèmes alimentaires, de leurs propriétés physico-chimiques et de leur biodégradabilité, les protéines offrent un fort potentiel pour la construction de telles structures supramoléculaires. L’assemblage contrôlé des protéines permet de générer une variété de structures supramoléculaires qui varient en forme, taille et densité (fibrilles, nanotubes, coacervats etc.). Les coacervats ou microsphères sont formés par un mélange contrôlé de protéines de charge opposées. Nous présentons dans cet article les mécanismes à l'origine du processus de coacervation entre les protéines globulaires alimentaires, de l’interaction moléculaire à la caractérisation des structures supra-moléculaires. Nous résumons les principaux résultats obtenus sur plusieurs mélanges de protéines et montrons que l’assemblage en coacervats est un processus générique qui est, de facto, indépendant de la composition en acides aminés. Nous décrirons l’importance de paramètres tels que : l’état conformationnel et de la flexibilité des protéines, la stoechiométrie, la concentration, la répartition des charges en surface. Les applications potentielles de ces structures dans les secteurs alimentaires et non-alimentaires (encapsulation de substances bioactives, conception de films comestibles) seront discutées.

Plusieurs équipes de recherche rennaises utilisent des expériences aux interfaces fluides planes pour connaître et comprendre les propriétés de biomolécules variées. Lors d’une journée d’échanges, des scientifiques de l'UMR STLO et d’autres équipes contribueront à dresser le panorama des thématiques concernées et montrer le potentiel de ces expériences.Une journée d'échanges scientifiques est organisée par l'Institut de Physique de Rennes, le 22 janvier 2015. Elle vise à illustrer le potentiel et à construire une vision d'ensemble des expériences aux interfaces planes, dans des domaines scientifiques aussi variés que la physique des mousses et émulsions, les technologies de transformation des aliments, la digestion néonatale des lipides laitiers ou l'interaction de protéines avec les membranes biologiques. L'opportunité de montrer que les expériences aux interfaces planes livrent des informations abondantes et pertinentes.; absent

International audience; Paracrystalline bacterial surface protein layers (S layers) are common constituents of the bacterial cell wall. These layers originate from the assembly of strain-variable single protein species, the S layer proteins (SLPs), into paracrystalline lattices that eventually cover the entire surface of the bacteria [1]. S layers are thought to play a role in maintaining integrity of the bacteria or in mediating cell-host crosstalk through surface recognition [2]. Thus, S layer-carrying bacteria can show interesting probiotic potential [3]. Such functions may depend on the actual structure of both the SLP and their paracristalline assembly when delivered into the host’s intestine, i.e., after food preparation and ingestion. When isolated, the SLPs spontaneously self-assemble into mono or bilayer paracrystalline arrays on a wide range of substrates and can be used as models for the detailed investigation of bacterial S layers. In the probiotic Propionibacterium freudenreichii, SLPs were shown to play a strain-dependent central role in bacterium/host interactions, including immunomodulation [4]. In the present study, SLP A, isolated from P. freudenreichii strain CIRM BIA 118 was recrystallized at 25°C and pH 6.7 in HEPES buffer then submitted to either increasing temperatures up to 45°C or decreasing pH values down to pH 3.0, relevant to foodmaking and digestion. In the initial conditions, SLP A assembled in hexagonal paracrystalline bilayer as evidenced by atomic force microscopy (AFM). Solid-state Nuclear Magnetic Resonance (NMR) indicated that the internal structure of this protein, (in the S layer array or in solution) exhibited many (~70%) disordered regions, also containing significant amount of bound water. When submitted to heating at 35 or 45°C, the structure of the paracrystalline array was maintained but exhibited decreasing elasticity as probed by atomic force spectroscopy (AFS). When submitted to acidification, the structure and elasticity of the paracrystalline array was maintained at pH 5.0 but varied at pH 3.0. The results were interpreted in terms of changes in the exposed disordered regions of the protein when assembled in the S layer. Such changes may determine the nature and extent of bacterium/host interactions.The authors aknowledge Valérie Briard for mass spectrometry identification of SLP A.