Plateforme Biologie Structurale IECB

Introduction simplifiée

La plateforme exploite et développe les principales techniques de pointe dans la caractérisation structurale. Elle a pour vocation :

• de permettre l'accélération des processus de détermination de structures tridimensionnelles de molécules organiques biomimétiques, biomolécules isolées ou de complexes macromoléculaires d'origines bactériennes, archébactériennes et eucaryotes avec une forte spécificité biomédicale,
• d'analyser l'information biologique, structurale et fonctionnelle par les outils de la bioinformatique pour l'identification et la modélisation de molécules susceptibles de constituer des candidats actifs pour la santé et les biotechnologies,
• fournir des outils incluant des robots (haut débit) intégrant des technologies performantes et un savoir faire reconnu,
• assurer un suivi informatisé de toutes les étapes et un contrôle de la qualité de chaque opération,
• procurer un encadrement scientifique et technologique de niveau international aux utilisateurs,
• assurer la formation des étudiants et des scientifiques du secteur public et industriel.

Liste simplifiée des équipements

Techniques utilisées : RMN Liquide/solide, spectrométrie de masse, modélisation moléculaire et bioinformatique, diffraction/diffusion des rayons X, cristallogenèse, résonance plasmonique de surface (SPR), microscopie électronique, tomographie.
7 spectromètres RMN dont un haut champ 800MHz. Ce spectromètre est ouvert à la communauté scientifique via la FR3050 CNRS Fédération TGIR RMN (http://tgermn.cnrs-orleans.fr/).
2 générateurs de rayons X à anodes tournantes (longueur d'onde du cuivre).
2 robots de cristallisation (cartesian HoneyBee from Genomic solutions et Mosquito from TTP LABTECH)
1 lame transtec de 4 Octo-core AMD Opteron 6136 à 2.4Ghz et 256Go de RAM
1 lame transtec de 2 Dodeca-core AMD Opteron 6168 à 1.9Ghz et 32 Go de RAM
2 lames Advanced Capacities de 4 Dodeca-core AMD Opteron 6168 à 1.9Ghz et 64 Go de RAM
3 lames Transtec de 4 dodeda-core AMD Opteron Processor 6172 à 2.1Ghz et 64 Go de RAM
Serveur de stockage de type DAS de 162 To brut en raid 6
Deux ME Tecnai-F20 200kV-FEG (FEI) et CM-120 120 kV (FEI).
1 Biacore 3000TM

   

Liste simplifiée des services

RMN Liquide/solide

Les lipides membranaires dans le contexte bicelles et domaines membranaires («rafts»), athérosclérose et signalisation cellulaire (nanoobjets orientés par des champs magnétiques, stérols, phosphoinositides) Les peptides et protéines membranaires impliqués dans le cancer, l’apoptose et aux propriétés antibiotiques et antimicrobiennes originales. (neu/erbB-2, Bax, Bcl-2, melittine, surfactine, cateslytine, etc.) Les colloïdes naturels associés aux domaines alimentaire et pharmaceutique (tannins/protéines de la salive, lipopeptides/principes actifs nébulisables) Chimie supramoléculaire biomimétique et biorganique Auto assemblage de molécules amphiphiles Synthèse et Activité de Substances Naturelles d’intérêt biologique (phénol et quinone) Structures d’acides nucléiques, de protéines, de complexes protéine/acide nucléiques Chimie des solides, matériaux, alliages. RMN 2D, 3D, multi-dimensionnelle RDC (residual dipolar coupling) relaxation 13C 15N

Modélisation moléculaire et bioinformatique

Dynamique moléculaire d'assemblages supramoléculaires Drug design de molécules actives (inhibiteurs et activateurs) dans des processus biologiques complexes.

Diffraction/Diffusion des rayons X

Mesure des intensités diffractées de monocristaux de molécules organiques et macromolécules (protéines, acides nucléiques, complexes macromoléculaires...) détermination de la structure tridimensionnelle de l'objet cristallisé. Mesures de diffusion des rayons X aux petits et grands angles dans une gamme de facteur de diffusion q = 0.08 à 3 Å-1 : détermination de structures à basse résolution, enveloppe moléculaires (SAXS, WAXS) Mesure de signaux de diffusion diffuse sur monocristaux.

Cristallogenèse

Cristallogenèse robotisée (screening et optimisation de conditions de cristallisations).

Résonnance plasmonique de surface (SPR)

Détection (interaction oui/non) Cinétiques/affinité Thermodynamique (4° à 40°C) Stoechiométrie Concentration Nature des échantillons : Petites molécules (> 180 da), Acides Nucléiques/Protéines, Liposomes, Cellules/Bactéries, Extraits bruts. Type de surface : Pour immobilisation via thiol, amine, aldéhyde, avidine/biotine, Tag-HIS, liposomes. Etendue des paramètres mesurés : Vitesse d'association : 103 à 107 M-1s-1, Vitesse de dissociation : 5x10-6 à 10-1 s-1, Constante d'équilibre : 104 à 2x1010 M-1, Concentration : 10-3 à 10-11 M.

Microscopie électronique

Préparation d’échantillons pour l’observation en MET à température ambiante et à basse température (cryo-MET) Préparation d’échantillons biologiques et assemblages synthétiques organiques et métalliques Préparations sub-cellulaires, protéines, complexes protéines-membranes : coloration négative, cryo-MET de films minces Observation en MET et cryo-MET et par tomographie d’échantillons biologiques, de nanoparticules inorganiques ou polymères, natives ou fonctionnalisée Observation par Microscopie à Force Atomique (AFM) de supports fonctionnalisés pour applications en nanobiotechnologie Observation AFM d’assemblages lipidiques et protéiques L'expertise scientifique s'exerce autour de thématiques variées faisant appel à la Microscopie Electronique à Transmission (MET), à la cryo-MET, à la tomographie-électronique et à la microscopie à force atomique (AFM) Les assemblages supra-moléculaires de protéines au niveau de membranes cellulaires et de membranes modèles; les processus de réorganisation membranaire : apoptose, activation plaquettaire, athérosclérose, différenciation des cellules musculaires; les assemblages de protéines membranaires impliquées dans l’adhésion cellulaire... Développement de la cryotomographie électronique et analyse d’images Développement de marqueurs pour l’imagerie électronique Développement de nanoparticules inorganiques fonctionnalisées par des bicouches lipidiques et des protéines de ciblage Développement de protéines de fusion et de tests diagnostiques Développement de systèmes liposomaux pour l’imagerie et la délivrance de médicaments Chimie des protéines.

Liste des domaines d'application

La plateforme de Biologie Structurale IECB sert de support aux équipes de recherche à l'interface Chimie-Biologie dans le cadre de collaborations régionales, nationales et internationales. Elle bénéficie de l'expertise d'équipes reconnues dans divers domaines :

La chimie supramoléculaire biomimétique et biorganique (foldamères, protéomimes...) Les colloïdes naturels, lipides membranaires, nano-objets... La cryotomographie et l'analyse d'images Développement de marqueurs pour l'imagerie Le drug design Les acides nucléiques (Quadruplex, Aptamers, ARN...) Liste simplifiée des développements technologiques : Développement d'un robot de cristallisation des protéines membranaires en mésophases (en collaboration avec la société Beckman Coulter). Développement d'un système de cristallisation sous champ électrique externe. Quelques faits marquants (actions nationales et internationales) :

Implication dans l’animation de différents réseaux régionaux : Réseau RMN Aquitain
L'association des cristallographes Bordelais
Réseau des microscopistes Aquitains RESAME.
Participation au réseau nationale des chercheurs et ITA professionnels de la cristallographie structurale (Réciprocs)
La plateforme de Biologie Structurale IECB est un des partenaires du projet Européen INTERBIO