Etude par mobilité ionique couplée à la spectrométrie de masse de la dynamique conformationnelle de l'interaction entre la protéine prion humaine et les peptides ABeta

par Jan Bohl

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Guillaume Van der rest.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec Laboratoire de Chimie Physique (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Malgré les développements récents dans les techniques classiques de caractérisation structurale (RMN, diffraction des rayons X, SAXS, cryo-microscopie électronique, spectrométrie de masse), il est généralement nécessaire de croiser des informations d'origines très diverses pour caractériser des complexes de protéines. La spectrométrie de masse peut apporter une information structurale complémentaire très utile, notamment dans le cas de protéines ou de complexes de protéines où des régions peu structurées, avec une forte dynamique interviennent dans la liaison avec un ligand ou une autre protéine. En 2015, le LCP a fait l'acquisition d'un spectromètre de masse de dernière génération combiné à la mobilité ionique, qui ajoute une information de forme (section efficace de collision) aux informations accessibles par la spectrométrie de masse. Dans le cadre de cette thèse, la mobilité ionique sera exploitée pour la caractérisation de complexes protéiques. Des résultats récents ont montré l'existence d'une interaction entre le domaine intrinsèquement désordonné (IDP) de la protéine prion humaine et le peptide Aβ, interaction qui pourrait avoir un rôle protecteur sur l'organisme dans le cadre des pathologies liées à l'accumulation du peptide Aβ (notamment maladie d'Alzeihmer). L'objectif de ce projet de thèse sera de caractériser l'interaction du domaine IDP de la PrP avec le peptide Aβ, en utilisant en particulier un ensemble de techniques basées sur la spectrométrie de masse et la mobilité ionique : mesure directe des complexes formés et de leurs sections efficaces, caractérisation de la structure des assemblages par échanges H/D et développement d'approches mixtes solution / phase gazeuse reposant sur un couplage original de gel filtration et de mobilité ionique.

  • Titre traduit

    Iom mobility mass spectrometry investigation of the conformation dynamics of the interaction between the human prion protein and the ABeta peptides


  • Résumé

    Despite multiple recent advances in classical structural characterization techniques (NMR, X-ray diffraction, SAXS, cryo electron microscopy, mass spectrometry), it is generally necessary to cross compare data acquired from different methods to characterize protein complexes. Mass spectrometry has shown a unique potential to produce important pieces of evidence in the case of proteins or protein complexes comprising lowly structured regions, with fast dynamic changes. When such a region is involved in the binding of a ligand or in the binding between sub-units, the low resolution information provided by mass spectrometry can be key evidence in understanding the complex dynamics. The LCP has very recently acquired an instrument combining mass spectrometry and ion mobility measurements. Thus two separate data can be acquired for a given system, providing additional data on the overall shape (ion mobility) of the system under study. In this thesis, focus will be brought on the development of techniques adding ion mobility to more standard mass spectrometry approaches of protein complex structures. Recent results have shown that an interaction is observed between the intrinsically disordered domain of the human prion protein and the Aβ peptide. This interaction could provide the organism with some control on the accumulation of Aβ fibrils involved in progression of Alzeihmer's disease. The aim of this thesis project will be a better characterization of the interaction between this IDP domain and the Aβ peptide, focusing on techniques combining mass spectrometry and ion mobility: direct measurement of protein complexes and of their gas phase collision cross sections, structural characterization of the complexes through H/D exchange approaches, both bottom-up and top-down, and finally combining gas phase and solution phase approaches based on an original coupling between gel filtration chromatography and ion mobility mass spectrometry.