Pr. Catherine Michaux et Pr. Eric Perpète Laboratoire de Chimie Physique des Biomolécules Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale Département de Chimie rue de Bruxelles, 61 B-5000 Namur e-mail : [email protected] 3 propositions de stage dans le domaine des biotechnologies, de la biochimie ou de la modélisation moléculaire 1) Compréhension et optimisation d'une renaturation de protéines et de peptides. méthode de 2) Production, purification et caractérisation de protéines de transport pour des applications nanotechnologiques. 3) Modélisation moléculaire de la structure et de la dynamique de protéines membranaires. 1) Compréhension et optimisation d'une renaturation de protéines et de peptides. méthode de La compréhension des phénomènes de repliement des protéines est un défi majeur en biochimie car la structure tridimensionnelle d’une protéine à l’état natif lui confère souvent une fonction spécifique. De nombreuses protéines produites en laboratoire ou en industrie ne se trouvent pas dans leur état fonctionnel; elles forment en effet des agrégats biologiquement inactifs et sont donc non exploitables comme telles. A ce jour, il n’existe pas d’approche expérimentale universelle et performante favorisant un repliement optimal. Dans ce cadre, une méthode originale, basée sur l’association du détergent SDS et d’un cosolvant, a été mise au point par notre groupe et semble pouvoir s’appliquer à plusieurs types de protéines. L’efficacité qualitative et quantitative de la méthode sera évaluée sur des peptides et/ou protéines modèles par diverses méthodes analytiques, physicochimiques et spectroscopiques. Nous pourrons ainsi évaluer l’influence des concentrations respectives en détergent et cosolvant, ainsi que celle de l’environnement physico-chimique. Ce projet original et innovant ouvre de nombreuses perspectives dans les domaines biotechnologique, médical et industriel. Techniques utilisées : Spectroscopie UV/vis, dynamique de la lumière, dichroïsme circulaire. Fluorescence, Diffusion 2) Production, purification et caractérisation de protéines de transport pour des applications nanotechnologiques. Ce projet s’inscrit dans une thématique multidisciplinaire s’intéressant à la conception de nouveaux matériaux incorporant des protéines de transport facilitant la diffusion de solutés. Les nanomatériaux composites résultants offrent de nombreuses applications potentielles comme les nano-réacteurs, nanosenseurs ou les systèmes de libération de médicaments. Afin de considérer la mise en oeuvre de ces protéines vers de nouveaux milieux imitant leur membrane naturelle, elles seront d’abord produites en quantité suffisante et purifiées par chromatographie d’affinité. Puis, leur transférabilité sera évaluée par leur reconstitution au sein de vésicules composées de lipides ou de copolymères. L’activité et la diffusion relative de différents solutés à travers le canal seront déterminées par diverses techniques. Techniques utilisées : Culture bactérienne in vitro, Purification de protéines par chromatographie, Electrophorèse, Spectroscopies, Diffusion dynamique de la lumière. 3) Modélisation moléculaire de la structure et de la dynamique de protéines membranaires. Les protéines membranaires sont des systèmes biologiques complexes. Elles sont de première importance en biologie cellulaire et interviennent par exemple comme canaux ioniques, récepteurs de médicaments ou transporteurs de solutés. Au sein du génome humain, elles représentent approximativement 25% des séquences codantes, mettant en évidence leur importance, notamment en tant que cibles potentielles pour le développement de nouveaux médicaments. Néanmoins, il n'existe que très peu d'information structurale sur ces protéines. La proportion de structures tridimensionnelles (3D) connues pour ce type de protéines n'est d'ailleurs que de quelques pourcents, montrant la difficulté de les isoler et de les caractériser. Dans ce cadre, nous utiliserons d’abord des méthodes prédictives pour construire un modèle 3D de ces protéines. Ensuite, nous ferons appel à la dynamique moléculaire pour mettre en évidence les propriétés clés et la structure des protéines insérées dans leur membrane biologique ou dans des systèmes les mimant, comme des micelles de détergents. Les interactions entre ces différents éléments seront analysées au niveau moléculaire. Techniques utilisées : Méthodes de prédiction de structure, Dynamique moléculaire.