Analyse des modifications post- traductionnelles par spectrométrie

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Master 2 Expression Génique et Protéines Recombinantes
Analyse des
modifications post-
traductionnelles par
spectrométrie de masse
Promo 16 – 2015/2016

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Table des matières
I. INTRODUCTION 5
II. METHODES DE FRAGMENTATION 5
1. COLLISION INDUCED DISSOCIATION – CID 5
2. HIGHER-ENERGY COLLISIONAL DISSOCIATION – HCD 7
3. ELECTRON TRANSFERT DISSOCIATION – ETD 7
III. MODIFICATIONS POST-TRADUCTIONNELLES 9
1. GLYCOSYLATIONS 9
N-GLYCOSYLATION 9
O-GLYCOSYLATION 21
2. MODIFICATIONS LIPIDIQUES. 25
GLYPIATION 25
MYRISTYOLATION ET PALMITOYLATION 25
PRENYLATION 27
3. MODIFICATIONS PEPTIDIQUES 31
PHOSPHORYLATION 31
METHYLATION 33
ACETYLATION 33
SUMOYLATION 35
UBIQUITINYLATION 35
S-NITROSYLATION 37
CITRULLINATION 37
IV. CONCLUSION. 39
V. BIBLIOGRAPHIE 41

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I. Introduction
Les protéines subissent de nombreuses modifications covalentes pendant et après
leurs synthèses, celles-ci étant regroupées sous le nom de modifications post-traductionnelles
(MPT). Ces MPT ont des rôles dans la régulation de l’activité protéique, l’adressage à différents
compartiments, l’ancrage aux membranes, dans certaines cascades de signalisation et dans la
reconnaissance par les systèmes de dégradation protéique. Parmi les MPT que l’on peut
retrouver dans une protéine, nous retrouvons les glycosylations, les glypiations, les
myristoylations et palmitoylations, les prénylations, les phosphorylations, les méthylations,
les acétylations, les S-nitrosylations, la citrullination, la SUMOylations et l’ubiquitinylation. La
méthode de choix pour la détection de ces modifications est la spectrométrie de masse (Doll
et Burlingame 2015). En effet, cette méthode permet la détection de façon spécifique,
sensible et hautement résolutive de ces structures mais aussi la quantification relative ou
absolue de celle-ci (les techniques de quantification ne seront pas décrites ici). Il est
fréquemment nécessaire d’enrichir l’échantillon en protéine portant des MTP pour l’analyse
en spectrométrie de masse. Ces études sont donc directement corrélées aux méthodes de
séparation et d’enrichissement existantes.
Cette revue établie par la promotion 16 du Master EGPR, s’applique à regrouper différentes
publications et différentes stratégies pour l’étude de modifications post-traductionnelles.
Nous retrouverons dans un premier les différentes méthodes fragmentation en MS/MS
permettant l’élucidation de la composition en MPT puis dans une deuxième partie nous avons
rassemblé les différentes publications et résumé leur méthode pour l’étude de chacune des
MPT listées précédemment.
II. Méthodes de fragmentation
1. Collision induced dissociation – CID
Le CID (collision-induced dissociation) est une technique de spectrométrie de masse
pour induire la fragmentation d’un ion moléculaire tel que des peptides en phase gazeuse.
Dans la source, cet ion moléculaire est généralement accéléré par un potentiel électrique pour
acquérir une haute énergie cinétique. Sa collision avec un gaz neutre (tel qu’hélium, azote ou
argon) va provoquer la fragmentation de l’ion moléculaire précurseur en ions fils qui seront
analysés en spectrométrie de masse en tandem (MS/MS).
Les ions fils obtenus sont des ions b (b = ΣR + 1 où R = résidu) ou des ions y (y = ΣR + 19). La
collision entraîne aussi une fragmentation des modifications post-traductionnelles telles que
les O- et N-glycosylations.