Le contexte :
Afin de compléter les technologies de pointe pour la biologie structurale intégrative au sein PPM, un spectromètre de masse modifié pour les grandes masses, et couplé à la mobilité ionique ainsi qu’à l’échange hydrogène/deutérium, sera prochainement installé au sein du plateau FPP du Campus Arnaud de Villeneuve. Il permettra d'étudier les interactions protéines-protéines et ligands-protéines ainsi que leur dynamique structurale dans des conditions natives. L'iSITE Montpellier University of Excellence (MUSE) a apporté un soutien financier de 250,000€ à cette opération. Cette acquisition est co-financée par le LABEX EpigenMed. La société Abivax est également partie prenante de ce projet. Enfin, le financement d'un complément de cet équipement est actuellement sollicité.
Les applications :
La spectrométrie de masse (SM) native permet d’identifier la composition et stœchiométrie de complexes moléculaires hétérogènes, leurs partenaires d’interaction ainsi que la thermodynamique et cinétique d’interaction. De plus, le couplage de la SM native avec la mobilité ionique permet d’obtenir une dimension supplémentaire pour identifier la topologie et la dynamique des complexes étudiés, en caractérisant leurs modifications conformationnelles dans diverses conditions. A cette approche native se rajoute l’échange hydrogène-deutérium (HDX) couplé à la SM comme nouvel outil étudier la dynamique des complexes protéiques étudiés. En effet, l'approche HDX permet de caractériser au résidu près les régions impliquées dans des interactions moléculaires ainsi que les modifications conformationnelles subtiles au sein d’un système biologique.
L’application de ces approches puissantes s’étend des petites molécules solubles jusqu’aux complexes protéiques membranaires, ces derniers étant exigeant en terme d’analyse structurale. Ces nouvelles approches de SM structurale viennent donc compléter l’ensemble des outils de biologie structurale utilisés en contournant certaines de leurs limitations techniques. Notamment, la SM nécessite une faible quantité de matériel biologique. De plus, ces approches permettent d'étudier des systèmes très dynamiques et/ou hétérogènes.
A partir d'un complexe formé par des protéines d'intérêts purifiées, la spectrométrie de masse native permet de déterminer la stœchiométrie, la composition et la stabilité entre diverses sous-unités d'un seul complexe (cadre bleu). De plus, elle permet de caractériser les interactions avec divers ligands pour déterminer la stœchiométrie, cinétique et thermodynamique de liaison (cadre orange). En couplant la spectrométrie de masse native avec la mobilité ionique, il est aussi possible de déterminer la topologie des complexes étudiés ainsi que leurs modifications conformationnelles (cadre vert). Finalement, l'échange hydrogène-deutérium permet d'analyser la dynamique conformationnelle des protéines et complexes protéiques étudiés en déterminant le degré de deutération des digests protéiques au cours du temps (cadre violet).
