Il n'y a pas de vie sans protéines et une protéine a besoin d'eau à sa surface pour transmettre des informations à d'autres protéines, ou pour permettre ses mouvements internes nécessaires pour remplir sa fonction. Cette eau peut se comparer au lubrifiant dont un moteur a besoin pour que ses pièces transmettent efficacement le mouvement aux roues d'un véhicule. Les chercheurs de l'IBS ont montré dès 2012 que cette eau pouvait être remplacée par un autre type de lubrifiant moléculaire : des polymères. Plus visqueux que l'eau, ils ralentissent le mouvement des acides aminés qui composent les protéines, en revanche ils permettent d'augmenter considérablement la concentration de celles-ci dans un même volume.
Il restait à comprendre quel est le mécanisme qui permet à des polymères de remplacer l'eau. C'est ce qu'a réussi une collaboration internationale à laquelle participaient les chercheurs de l'IBS.
Grâce à la combinaison d'outils d'observation comme la spectroscopie neutronique et de simulations numériques de la dynamique moléculaire, les chercheurs ont pu révéler les mouvements qui animent les hybrides polymère-protéine en l'absence d'eau. Ils ont ainsi réussi à distinguer les mouvements des molécules de polymères de celles des protéines en remplaçant des atomes d'hydrogène par des atomes de deutérium. Ils ont alors pu constater que les mouvements internes des polymères et des protéines sont qualitativement très similaires, tandis qu'ils sont de nature différente avec l'eau. En particulier, même si les hybrides polymère-protéine restent fonctionnels, certains types de mouvements des molécules des protéines semblent être supprimés. Cette différence pourrait expliquer une certaine baisse de l'activité protéique observée pour les hybrides polymère-protéine.
Grâce à ces recherches, on sait maintenant quelles pistes choisir pour modifier les polymères de façon à minimiser cette baisse d'activité des hybrides polymère-protéine, ce qui sera crucial pour leur utilisation par les industries pharmaceutiques et cosmétiques.