version 1 du 26/7/12
Interprétation de la piesophilie trouvée dans la littérature.

• Giant vesicles:irréversibilité, peut-être liaison phosphoester.
• E.Coli inactivée, ne pousse plus mais peut s'activer avec le retour aux conditions favorables.
  * Pression faible ----> activation par amélioration de la conformation (liasons faibles);
  * Ellipse d'inactivation ----> fermeture de la membrane par cohésion mécanique, déformation des protéines de transport sur la membrane externe.
  * Pression élevée ----> destruction de la membrane et des protéines internes.
• Les bactéries piezotolérantes: poussent de façon optimale là où E.Coli est ralentie ou inactivée.
  * Adaptation de la membrane par PUFA, épaisseur et fluidité pour contrer mieux la pression.
  * Adaptation des protéines externes de transport, changement d'aa en dehors du site actif.
  * Les protéines de la membrane interne controlent les protéines externes vis à vis de la pression mais, elles, elles sont protégées de la pression par la membrane externe.
  * Les protéines et les enzymes du cytoplasme sont protégées de la pression.
• Les piezophiles obligatoires.
  * Adaptation encore plus poussée de la membrane: corrélation linéaire forte entre PUFA et pression.
  * Adaptation irréversible des enzymes et protéines internes à la pression. La pression contraint leur conformation. A une pression inférieure à 50MPa la solvatation change et les intéractions éléctrostatiques se relachent. La nouvelle conformation n'est plus adéquate.

Conséquence pour les théories de l'évolution moléculaire prébiotique.

• Reconsidérer la chimio-osmose pour la perméabilité vis à vis de H+ et Na+, et des actions à distance dues aux contraintes de la pression.
• Le processus de la chiralité prébiotique reste d'actualité et je dirais même qu'il résulte de l'action de la pression sur les vésicules.
  * L'emboitement des petites molécules à la surface des liposomes est encore plus accentuée avec la pression: zwitterions, glycérols manquants.
  * La pression dans ce système physique, minéral même, est l'unique déclencheur de la mise en marche de l'automate naissant. On imagine facilement qu'on monte un mécanisme complexe macroscopique et qu'on y applique une force, ou plutôt une pression isostatique (en appuyant en plusieurs endroits) pour le mettre en mouvement. Comme on le ferait pour une montre en plaçant son ressort.
• Reste de même d'actualité la poche de pétrole prébiotique avec ses vésicules inverses et ses liposomes. Il est à considérer cependant la température de formation du pétrole:
  * Soit formation à haute température et basse pression (50 bars) comme dans le processus de Fischer-Tropsch, puis refroidissement et augmentation de la pression par diagénèse océanique.
  * Soit diagénèse des clathrates produits au niveau des dorsales océaniques.
  * Est-ce que les strates de sels qui se trouvent au-dessus des gisements de pétrole jouent-ils un rôle dans la synthèse du pétrole prébiotique: problème des zéolithes.
• Par contre il faut introduire la piezochimie. Nous retrouvons là l'hypothèse de voies métaboliques abiotiques nécessaires dans la phase prébiotique, mais qui disparaissent une fois l'automate biologique mis en marche et évoluant à des pressions inférieures incompatibles avec la voie abiotique.
  Nous retrouvons aussi la nécessité de structures simples et petites aux grandes pressions (aller du simple au complexe) et qui prennent du volume et de la complexité en s'adaptant aux faibles pressions.

Conséquence pour l'expérimentation.

• Pressions: La large gamme de pressions utilisées par les bactéries nous oblige à ne plus réfléchir et à expérimenter à une pression de 1 bar. Il faut maintenant définir la pression pour expérimenter l'évolution moléculaire prébiotique. Nous avons maintenant quelques points de rèpère:
  * Jusqu'à 2 GPa, les pressions élevées de la piezochimie organique.
  * 300 Mpa, déformation irréversible des vésicules géantes.
  * 200 Mpa, déformation des enzymes et protéines in-vitro.
  * 100 Mpa, limite supérieure des bactéries piézophiles obligatoires.
  * 50 Mpa, limite inférieure des bactéries piézophiles obligatoires, optimum des procaryotes tolérants, pression des procaryotes des puits de pétrole.
  * 10 Mpa, activation de certaines enzymes.
• Températures: D'après ces points de repère des pressions, nous ne trouvons plus dans les gammes de température des sources hydrothermales et des processus de Fischer-Tropsch (200 à 400°C).
  * Les températures sont inférieures à 100°C pour la piezochimie, les bactéries du pétrole et les hyperthermophiles.
  * Elles sont autour de 10°C pour les bactéries piezophiles tolérantes et obligatoires des fonds océaniques.
• Volumes: La pression est actuellement très utilisée pour la conservation des aliments et des volumes de dizaines de litres sont soumis à des pressions inférieures à 200 MPa. Pour les pressions supérieures les recherches pharmaceutiques utilisent qq litres en piézochimie organique à des pressions autour de 1 GPa.
• Comparaison entre réactions enzymatiques et chimiques dans le liposome et en solution, sans membrane.

Conclusion.

• Importance de la membrane phospholipidique, adaptable et réversible
• Importance de la double-membrane comme pour la chimio-osmose: la membrane interne intégrant des protéines et protégée de la pression par la membrane externe.
• Origine d'une contrainte de la sélection des premières molécules qui sont petites: aa, glycérol, éthanolamine, glycéraldéhyde.
• Explication de l'origine des réactions chimiques abiotiques disparues mais peut-être nécessaire dans l'étape prébiotique.
• Nécessité accrue d'expérimenter avec la poche de pétrole.