Développements méthodologiques en spectrométrie de masse structurale pour la caractérisation de complexes biologiques multiprotéiques

Structural mass spectrometry developments for the characterization of multiprotein complexes

• Auteur / Autrice : Maxime Bourguet
• Direction : Sarah Cianférani-Sanglier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 25/06/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Natacha Rochel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sarah Cianférani-Sanglier, Natacha Rochel, Odile Schiltz, Jean-Marie Schmitter, Sébastien Brier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Odile Schiltz, Jean-Marie Schmitter

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesure d'échange de deutérium

Épissage (génétique)

Protéomique

Deutérium

Biomolécules

Spectrométrie de masse

Mots clés libres

Spectrométrie de masse structurale

Échange hydrogène/deutérium

Spectrométrie de masse native

Pontage chimique

Systèmes protéiques complexes

HDX-MS

Structural mass spectormetry

Hydrogen/deuterium exchange coupled to mass spectrometry

Native mass spectrometry

Crosslink

Complex protein systems

HDX-MS

Résumé

Ce travail de thèse porte sur le développement de méthodes de spectrométrie de masse (MS) structurale pour la caractérisation de systèmes protéiques complexes, souvent réfractaires aux approches biophysiques classiques. Dans ce contexte, les développements entrepris furent notamment focalisés sur la caractérisation de complexes impliqués dans la biogénèse des ribosomes et dans la régulation transcriptionnelle, fonctions cellulaires essentielles pouvant être liées à de nombreuses pathologies humaines dont certains cancers. Ainsi, les approches par MS native, pontage chimique et d’HDX-MS ont permis de renseigner sur la connectivité, les proximités spatiales ou encore la dynamique conformationnelle retrouvées au sein des complexes étudiés. Parmi ces techniques, l’HDX-MS permet une approche comparative basée sur les mesures d’incorporations en deutérium renseignant sur la dynamique conformationnelle d’une protéine sous différents états. Aussi, la combinaison d’approches de MS structurale a permis d’approfondir la caractérisation des systèmes complexes étudiés, démontrant ainsi l’intérêt d’une approche intégrative dans ce contexte.

This PhD thesis focuses on developing methods in structural mass spectrometry (MS) to characterize complex protein systems, given their size and their heterogeneity, frequently inaccessible by classical biophysic approaches. In this context, methodological developments have particularly focused on the characterization of protein complexes involved in ribosomes biogenesis and transcriptional regulation. These fundamental cellular processes are related to numerous diseases such as cancers and genetic diseases. Thus native MS, crosslink, and hydrogen/deuterium exchange coupled to MS (HDX-MS) allowed gaining insights about the stoechiometry, spatial proximities and conformational dynamics of studied systems. Among these approaches, HDX-MS enables a comparative approach based on deuterium incorporation measurements giving information about the conformational dynamics of labeled proteins in various experimental conditions. Finally, the combination of structural approaches enables to deeply characterize complex protein systems, highlighting the advantages of an integrative approach in this context.