Gabrielle Potocki-Véronèse

Ingénierie rationnelle et combinatoire des protéines
Principes et Méthodes
Exemple d’une amylosaccharase
Gabrielle Potocki-Veronese
INSA-Laboratoire Biotechnologie-Bioprocédés
Toulouse
Equipe Ingénierie Enzymatique Moléculaire
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L’ingeniérie protéique
Comprendre - la fonction de la protéine
ex : mode d’action catalytique, interactions protéine-ligand…)
Exploiter ces connaissances :
- pour améliorer les protéines (enzymes, anticorps)
ex: amélioration de l’efficacité, de la stabilité, affinité …
- pour créer de nouveaux catalyseurs
ex: modification de la spécificité, …
Intérêt et applications
Intérêt et applicationsIntérêt et applications
Intérêt et applications
Relations structure-
fonction
Ingénierie

L’ingeniérie protéique
Deux approches: du rationnel au combinatoire
Deux approches: du rationnel au combinatoireDeux approches: du rationnel au combinatoire
Deux approches: du rationnel au combinatoire
Ingénierie rationnelle
Ingénierie rationnelleIngénierie rationnelle
Ingénierie rationnelle
- analyse de données structurales (structure primaire et tertiaire)
identification de résidus cibles
- construction de mutants par mutagénèse dirigée
modification du gène et donc de la séquence en acides aminés
- caractérisation de l’activité des mutants
rôle des acides aminés ciblés / design rationnel
Ingénierie combinatoire
Ingénierie combinatoireIngénierie combinatoire
Ingénierie combinatoire
- mutagénèse aléatoire et/ou recombinaison in vitro du gène d’intérêt
construction de banques de variants
- criblage des banques pour isoler les variants ayant l’activité recherchée
miniaturisation / automatisation des protocoles
- caractérisation de l’activité des mutants
identification de résidus clés / optimisation d’enzymes
Prêts
requis
(structures
I
aire
/ III
aire
)
Criblage
limitant

L’ingénierie protéique
Plan
PlanPlan
Plan
I- La structure des enzymes
II- Bio-cristallographie et RMN
III- La modélisation moléculaire
IV- La mutagénèse dirigée
V- Ingénierie combinatoire
Résultats :
- l’amylosaccharase de Neisseria polysaccharea
Les exemples
Les méthodes
Les fondamentaux

Structure primaire : enchaînement des acides aminés
Structure primaire : enchaînement des acides aminésStructure primaire : enchaînement des acides aminés
Structure primaire : enchaînement des acides aminés
I- Structure des protéines
Protéine : 100-3000 acides aminés
Distinction : nature des chaînes latérales
Les chaînes non polaires.
Ala (A), Val (V), Leu (L), Ile (I), Met (M), Phe (F), Trp (W), Pro (P)
Les chaînes polaires non ioniques
Ser (S), Thr (T), Cys (C), Tyr (Y), Asn (N), Gln (Q)
Les chaînes polaires ioniques
anioniques : Asp (D), Glu (E)
cationiques : His (H), Lys (K), Arg (R)
Rôle clé pour la
structure et la réactivité
Acide aminé : 54-186 Da