Plateforme intégrée de criblage de Toulouse (PICT)

La plateforme PICT propose une approche globale reposant sur des champs d’expertise complémentaires développés au fil des ans par trois grands laboratoires partenaires : l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), le laboratoire de Synthèse et physicochimie de molécules d'intérêt biologique (SPCMIB) et le Toulouse biotechnology institute (TBI). Ces laboratoires mènent activement des recherches de pointe dans leur propre domaine et dédient savoir-faire technologique, équipements et personnels à la plateforme.

PICT met à disposition de ses utilisateurs les outils et l’expertise scientifique nécessaires à la détermination de structures macromoléculaires par cristallographie aux rayons X et RMN, la modélisation moléculaire et le criblage in silico, le criblage et la mesure d’interactions par des approches biophysiques, la synthèse chimique pour le développement de bibliothèques de composés focalisées et l’optimisation de ligands « hit-to-lead », l’analyse, la purification et l’identification de diverses familles de molécules et de protéines de faible poids moléculaire, l’ingénierie, l’évolution dirigée et le criblage à haut débit des enzymes optimisées, et enfin, la métagénomique fonctionnelle pour la découverte de nouvelles enzymes.

La plateforme offre également un accès à des bibliothèques de fragments (~ 1 000), de produits chimiques (> 11 000) et de peptides (> 20 000).

Expertises et services

Cristallographie aux rayons X :

• Cristallisation et détermination de structures,
• Criblage in cristallo.

Résonance magnétique nucléaire (RMN) :

• RMN liquide et solide,
• Détermination de structures et criblage de ligands.

Biophysique :

• Caractérisation de macromolécules en solution,
• Criblage de ligands et caractérisation de complexes.

Chimie :

• Chromatographie supercritique, liquide et ionique analytique et préparative,
• Synthèse de petites molécules organiques et de peptides.

Découverte et caractérisation d’enzymes originales :

• Métagénomique fonctionnelle et ingénierie rationnelle ou aléatoire des protéines,
• Purification et caractérisation biochimique et biophysique d’enzymes.

Moyens et équipements

Cristallographie aux rayons X :

• Robot Mosquito Crystal (SPT Labtech),
• Automate de visualisation et de stockage Rock Imager (Formulatrix),
• Accès régulier aux synchrotrons (ALBA, ESRF, SOLEIL).

Résonance magnétique nucléaire (RMN) :

• Spectromètres Bruker RMN 500 et 700 MHz pour l’étude d’échantillons biologiques en solution,
• Spectromètre RMN 600 MHz équipé d’une cryosonde triple résonance,
• Sonde à détection fluor triple résonance (¹⁹F-¹H-¹³C) pour le criblage de composés fluorés,
• Accès à des équipements très haut champ et à des sondes spécifiques sur les infrastructures nationales et européennes.

Biophysique :

• Titration calorimétrique isotherme (ITC) : MicroCal iTC200 (Malvern Panalytical),
• Chromatographie d’exclusion stérique analytique couplée en ligne avec la mesure de la diffusion de la lumière laser (LS), de l’index de réfraction (RI) et de l’absorbance UV (SEC-MALS) : HPLC Ultimate 3000 (Thermo Scientific), Dawn 8 et Optilab (Wyatt),
• Nanofluorimétrie différentielle à balayage (nanoDSF) : Tycho (NanoTemper Technologies GmbH),
• Fluorimétrie différentielle à balayage (DSF) : CFX-96 (Bio-Rad),
• Diffusion dynamique de la lumière (DLS) : DynaPro NanoStar (Wyatt),
• Dichroïsme circulaire (CD) : J-810 (Jasco).

Informatique :

• Grappes de PC (56 CPU, 224 cœurs),
• 4 serveurs GPU (16 cartes graphiques) pour dynamique moléculaire microseconde,
• 2 serveurs sécurisés (miroirs et redondants) de fichiers centralisés avec stockage de masse,
• Ensemble de logiciels pour la modélisation moléculaire, la dynamique moléculaire, la RMN, la diffusion aux petits angles et la cristallographie,
• Accès au centre national de calcul CALMIP (374 nœuds, 13 464 cœurs, 48 GPU).

Chimie :

• UPLC PDA MS (Waters),
• ULC PDA Fluorimètre (Waters),
• IC Conductimètre PDA MS (Thermo),
• UPC² PDA MS (Waters),
• MALDI-TOF Micromass (Waters).

Découverte d’enzymes originales :

• Automates de repiquage de colonies, duplication de plaques de culture et réplique (gridding) sur gélose ou membrane : QPixII (Genetix) et K2 (KBiosystem),
• Stations de transfert de liquide Genesis RSP200, Freedom EVO 200 (Tecan) et Nimbus (Hamilton),
• Installation de microfluidique pour le criblage à ultra-haut débit en gouttelettes,
• HPLC (Thermo, Dionex, Agilent),
• LC-MS (Dionex, Thermo), GC et GC-MS,
• Systèmes de chromatographie AKTA Pure, Xpress, Purifier, Prime.

Chimiothèques :

• Fragmentothèque d’environ 1 000 composés,
• Chimiothèque de plus de 11 000 composés de type drug-like,
• Peptidothèque de plus de 20 000 tetrapeptides.

Comment soumettre un projet ?

Pour soumettre un projet à la plateforme PICT, vous pouvez envoyer un mail à l’adresse pict@ipbs.fr ou directement au responsable de la méthodologie concernée, en décrivant brièvement votre projet : Olivier Saurel pour la résonance magnétique nucléaire (RMN), Virginie Nahoum pour la cristallographie aux rayons X, Valérie Guillet pour la biophysique, Sophie Bozonnet pour l’ingénierie et l’optimisation d’enzymes, Isabelle Fabing pour l’analyse chimique et Yves Génisson pour la synthèse.

L’équipe de la plateforme vous recontactera pour étudier avec vous la faisabilité de votre projet, la meilleure stratégie à utiliser et la nature des services que la plateforme peut vous offrir. Une réponse vous sera adressée dans les deux semaines suivant la demande. Le délai nécessaire à la réalisation du projet varie selon le type de services sollicités.

Exemple d'utilisation

Une nouvelle stratégie anticancéreuse pour moduler l’activité transcriptionnelle de TFIIH

Le facteur de transcription TFIIH est constitué de 10 sous-unités formant un réseau d’interactions qui permet une régulation fine des activités transcriptionnelles et de réparation de lésions de l’ADN. En collaboration avec l’Institut NeuroMyoGène de Lyon, les chercheurs de la plateforme PICT se sont intéressés à la petite sous-unité p8(TTD-A) responsable de la trichothiodystrophie (groupe A). Cette protéine oscille entre une forme libre et une forme liée à TFIIH. Son recrutement joue un rôle clé dans le maintien de l’architecture de TFIIH et de sa stabilité.

Une approche de criblage virtuel et expérimental (RMN et DSF) de fragments a permis de montrer que le motif de dimérisation de p8 peut être ciblé par des petites molécules, entraînant une déstabilisation de sa structure homodimérique. Ces petites molécules qui ciblent et déstabilisent p8 sont responsables d’une baisse de la concentration et de l’activité transcriptionnelle de TFIIH. En ce sens, p8 peut être considérée comme une nouvelle cible pharmacologique pour moduler l’activité transcriptionnelle associée à TFIIH.

Pour en savoir plus : Gervais V. et al. (2018). Small molecule-based targeting of TTD-A dimerization to control TFIIH transcriptional activity represents a potential strategy for anticancer therapy. Journal of Biological Chemistry, 239(39):14974-14988.

Contact

PICT
Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS)
BP 64182
205 route de Narbonne
31077 Toulouse
Région : Occitanie+33 (0)5 61 17 54 48
pict@ipbs.fr
Site de la plateforme

 

THÉMATIQUES : Bioinformatique, bases de données, Biologie structurale, biophysique, biochimie, Autres

RESPONSABLES SCIENTIFIQUES :
Virginie Nahoum

RESPONSABLES TECHNIQUES :
Sophie Bozonnet (TBI), Isabelle Fabing (SPCMIB), Valérie Guillet (IPBS, biophysique, cristallographie), Olivier Saurel (IPBS, RMN)

RESPONSABLES QUALITÉ :
Virginie Nahoum

TUTELLES : CNRS, INRAE, INSA, Université Toulouse III - Paul Sabatier

INFRASTRUCTURES NATIONALES : ChemBioFrance, IBISBA

LABELLISATION IBiSA : 2008

MOTS CLÉS : Biologie structurale, RMN, Cristallographie aux rayons X, Criblage biophysique, Criblage virtuel, Synthèse peptidique, Chimie de synthèse, Chimie analytique, Chromatographie, Purification, Ingénierie combinatoire, Criblage à haut débit, Découverte d’enzymes, Evolution dirigée de protéines, Métagénomique fonctionnelle, Criblage à ultra-haut débit par microfluidique.

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