La spectrométrie de masse à ultrahaute résolution au service de la chimie des biomolécules : métabolomique et études des complexes non-covalents

Ultra-high resolution mass spectrometry in the service of biomolecules chemistry : metabolomics and non-covalent complexes studies

• Auteur / Autrice : Ludovic Muller
• Direction : Jean-Claude Tabet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolites

Zwitterions

Spectrométrie de masse

Résumé

Le spectromètre de masse hybride en tandem le LTQ-Orbitrap, dans lequel les ions sont détectés avec une grande précision en masse, a été utilisé dans les deux stratégies différentes de la métabolomique, c'est-à-dire l’approche globale et ciblée. Dans l’approche dite ciblée, il s’agit de mesurer la concentration de métabolites connus ou révélés par la transcriptomique ou la protéomique. Mais dès lors le problème majeur est la quantification absolue de ces métabolites, qui est généralement faite en LC/MS/MS en mode MRM (multiple réaction monitoring) dans les instruments hybrides de type spatiaux (exemple : triple quadripôle). Ce mode de balayage repose sur le suivi d’une voie de fragmentation du métabolite d’intérêt. La LC/FTMS ne nécessite pas de ciblé son analyse sur un seul ion précurseur. Elle permet le balayage sur toute une gamme de masse (de m/z), on propose ainsi une méthode de détection globale des masses basée sur la technologie Orbitrap. Dans l’approche globale, il s’agit de déterminer les flux métabolomiques dans un tissu ou fluide biologique en fonction de son environnement afin de déterminer des biomarqueurs. Bien que guidée par les statistiques, l’analyse de ces échantillons est complexe, aux vus du nombre de signaux détectés. La FTMS (Spectrométrie de Masse à Transformée de Fourrier), couplée généralement à la chromatographie liquide, permet d’avoir une unique composition élémentaire pour les métabolites de faibles masses moléculaires (inférieures à 500 u) permettant ainsi de faciliter l’identification des métabolites. Une alternative attrayante est l’injection directe automatisée (FIA) de l’échantillon complexe, mais elle entraine une perte d’information. Le but de ma thèse a été dès lors d’optimiser le traitement des données issu de FIA-FTMS et de quantifier la perte d’information inhérente à cette approche. Enfin, on utilise ce spectromètre pour l’étude de complexe non-covalent visant à caractériser l’interaction de complexes peptide-peptide et ADN-peptide. On observe une interaction non covalente très forte entre les résidus arginine et les groupements phosphate. Cette thèse montre le rôle joué par les formes zwitterioniques dans la stabilisation de tels complexes. Les mécanismes, expliquant les différentes voies de fragmentations, sont proposés et impliquent la formation de pont salin entre les espèces expliquant sa grande stabilité en phase gazeuse