Biophysico-chimie structurale (BPCS)

Des outils et des méthodes pour répondre à des questions structurales et fonctionnelles sur des molécules, naturelles ou synthétiques, et des complexes d'intérêt biomédical ou biotechnologique.

Site de la plateforme

Biophysico-chimie structurale (BPCS)

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Biophysico-chimie structurale (BPCS)

A l’interface chimie-biologie, la plateforme BPCS de l'Institut européen de chimie et biologie (IECB) rassemble les différents équipements et expertises permettant de mener des études biophysiques et structurales intégratives. Elle regroupe six plateaux complémentaires, au sein desquelles collaborent chercheurs, ingénieurs et techniciens, favorisant la pluridisciplinarité et le décloisonnement des programmes de recherche.

La plateforme BPCS s’appuie localement sur des expertises fortes dans le domaine des biomembranes, des assemblages supramoléculaires biomimétiques (foldamères), des nanomachines et de l’expression des gènes. Sa force est de regrouper sur un même site des expertises dans les différentes techniques complémentaires que sont la production de protéines recombinantes, la RMN des liquides et des solides, la cristallographie, la spectrométrie de masse native, la résonance plasmonique de surface et la microscopie et cryo-microscopie électronique.

Expertises et services

RMN liquide et solide :

Analyse qualitative et quantitative d’échantillons sous forme liquide, solide, gel…
Etude structurale et dynamique de molécules auto-assemblées, complexes protéines/acides nucléiques, molécules synthétiques biomimétiques…
Plateau disposant d’une visibilité nationale à travers l’infrastructure de recherche RMN très hauts champs (RMN-THC, FR3050 CNRS).

Spectrométrie de masse :

Mesure de masses moléculaires et masses exactes,
Mesure de sections efficaces de collision en hélium et azote par spectrométrie de mobilité ionique (IMS),
Etude du repliement (folding) de molécules : acides nucléiques, foldamères, proteines…

Microscopie et cryo-microscopie électronique :

Collecte automatique en cryo-EM et coloration négative pour des analyses structurales à haute résolution d’assemblages supramoléculaires,
Observation en MET à température ambiante (coloration négative) et à basse température (cryo-MET de films minces) sur des échantillons biologiques (préparations subcellulaires, protéines, complexes protéines/membranes…) et des assemblages synthétiques organiques et métalliques,
Plateau disposant d’une visibilité nationale au travers du réseau FRISBI.

Diffraction, diffusion des rayons X et cristallogenèse :

Diffraction (DRX) et diffusion (WAXS) des rayons X sur monocristaux, poudres polycristallines et matière molle,
Détermination de structures tridimensionnelles de molécules synthétiques (expertise forte sur les structures de foldamères) et macromolécules biologiques,
Service de cristallogenèse robotisé pour le screening et l’optimisation de conditions de cristallisation.

Résonnance plasmonique de surface (SPR), dichroïsme circulaire (CD), calorimétrie (ITC) :

Détection d’interactions molécules-molécules,
Détermination de st½chiométrie, concentrations exactes et constantes d’affinité,
Détermination de la structure secondaire de protéines (proportion d’hélice α, feuillets β),
Calcul de la température de dénaturation (acides nucléiques),
Large spectre d’échantillons possibles : petites molécules (> 180 Da), acides nucléiques/protéines, liposomes, cellules/bactéries, extraits bruts…

Biochimie et biologie moléculaire :

Clonage, génotypage, mutagenèse dirigée…
Tests d'expression et de solubilité de protéines d'intérêt dans différentes souches bactériennes,
Production et purification de protéines recombinantes.

Moyens et équipements

RMN liquide et solide :

RMN 800 MHz équipée d’une cryo-sonde et de 2 sondes solides,
RMN 700 MHz liquide et solide équipée de 6 sondes,
RMN 600 MHz solide équipée de 4 sondes,
RMN 500 MHz solide équipée de 5 sondes,
RMN 400 MHz liquide équipée de 2 sondes 5 mm et d’un passeur d’échantillons,
RMN 300 MHz liquide équipée d'une sonde et d'un passeur 60 positions,
RMN 300 MHz solide équipée de 3 sondes.

Spectrométrie de masse :

IMS-Q-TOF Agilent 6560,
LC-piège ionique Thermo,
ESI-orbitrap Thermo Exactive,
ESI-TOF LCT Premier Waters,
Q-TOF Ultima Global Waters,
Thermo LCQ Advantage,
Thermo LCQ Fleet.

Microscopie et cryo-microscopie électronique :

Talos Arctica 200 kV équipé de cameras à détection directe Falcon3 et K2,
Tecnai F20 200 kV,
FEI CM-120 120 kV.

Diffraction, diffusion des rayons X et cristallogenèse :

Générateur de rayons X à anode tournante Rigaku FRX 3 kW équipé d’un détecteur pixel hybride Dectris Pilatus 200 K et d’un goniomètre à 4 cercles,
Générateur de rayons X à anode tournante Rigaku MM007 1,2 kW équipé d’un détecteur plaque image courbe Rigaku Spider,
Robots Proteomic Solution (screening) et Mosquito LCP (protéines membranaires),
XTAL Focus ExploraNova et Formulatrix Rock Imager (visualisation automatique des plaques).

Résonnance plasmonique de surface (SPR) :

Biacore T200.

<hr>Spectromètre de masse pour analyses top-down (électrospray, trappe à ions 3D modifiée, laser OPO de 195 à 200 nm et tube drift sous hélium).

<hr>Ingénieure de la plateforme réalisant des expériences de résonance plasmonique de surface (SPR).

<hr>Représentation de la structure du ribosome de Thermus thermophilus (de 11 Å en bleu à 3,4 Å en rouge) et images brutes collectées sur le Talos Arctica.

$<hr>Diffractomètre 4 cercles, détecteur pixel hybride et cryostat pour des mesures de diffraction sur monocristaux de 400 K à 80 K.$ <hr>Spectromètre de masse à mobilité ionique (tube de drift haute résolution, ionisation par électrospray, analyse masse Q-TOF).

<hr>Spectromètre de masse à mobilité ionique (tube de drift haute résolution, ionisation par électrospray, analyse masse Q-TOF).

<hr>Microscope électronique 200 kV Talos Arctica équipé de caméras à détection directe FEI Falcon3 et Gatan K2.

<hr>Chercheurs et ingénieurs sur le plateau RMN.

<hr>Structure cristallographique d’un foldaxane, assemblage supramoléculaire synthétique.

<hr>Structure tridimensionnelle du pilus de type 1 d’E.Coli uropathogénique déterminée par RMN du solide.

<hr>Equipe d’ingénieurs de la plateforme présentant les certificats ISO 9001 et NF X50-900.

Comment soumettre un projet ?

Pour soumettre un projet à la plateforme BPCS, contactez par mail le responsable du plateau concerné, en décrivant brièvement votre projet : Estelle Morvan ou Axelle Grélard pour la RMN liquide et solide, Frédéric Rosu pour la spectrométrie de masse, Brice Kauffmann pour la microscopie électronique, la diffraction des rayons X et la cristallogenèse, Laetitia Minder pour la SPR, le CD et ITC, Jean-Michel Blanc ou Laure Bataille pour la biochimie et biologie moléculaire.

Les projets peuvent être envoyés à la plateforme tout au long de l’année. Ils sont examinés et sélectionnés par un conseil scientifique d’experts locaux une fois par semaine. La sélection tient compte de l’intérêt scientifique et de la faisabilité technique des projets : adéquation avec les instruments, ressources humaines à mobiliser…

Exemple d'utilisation

Une oligomérisation en « coiled-coil » contrôle la localisation des REMORIN au sein de la membrane plasmique

Sébastien Mongrand, du Laboratoire de biogenèse des membranes (LBM) à Bordeaux, a contacté le plateau de RMN de la plateforme BPCS. L’objectif du projet était de comprendre comment les REMORIN régulent la réponse cellulaire chez les plantes.

Les REMORIN sont des protéines organisées en nanodomaines dans la membrane plasmique et impliquées dans les réponses cellulaires chez les plantes. L'assemblage dynamique de ces nanodomaines membranaires permet le contrôle et la modulation des fonctions cellulaires. Mais les mécanismes et la régulation du processus d'assemblage sont mal connus.

La plateforme a proposé une approche de biophysique multi-techniques, combinant en particulier la RMN des solides à la cryo-microscopie électronique. Elle a ainsi produit des résultats qui valident le mécanisme d’oligomérisation en « coiled-coil » nécessaire au recrutement membranaire. Elle a également démontré l’assemblage in vitro des REMORIN en longs filaments par des interactions trimères/trimères qui pourraient participer à la formation de nanoclusters dans des domaines membranaires in vivo.

Pour en savoir plus : Martinez D. et al. (2019). Coiled-coil oligomerization controls localization of the plasma membrane REMORINs. Journal of Structural Biology, 206(1):12-19.

Contact

BPCS
Institut européen de chimie et biologie (IECB)
2 rue Robert Escarpit
33607 Pessac
Région : Nouvelle-Aquitaine+33 (0)5 40 00 30 54
b.kauffmann@iecb.u-bordeaux.fr
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