Développements méthodologiques et combinaisons d'approches de spectrométrie de masse structurale pour la caractérisation de complexes multi-protéiques

Methodological developments and combinations of structural mass spectrometry approaches for characterisation of multi-protein complexes

• Auteur / Autrice : Marie Ley
• Direction : Sarah Cianférani-Sanglier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 06/07/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Cavarelli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Marcoux, Xavier Manival
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Chérine Bechara, Virginie Redeker

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie analytique

Bioinformatique

Photométrie

Hydrogène

Deutérium

Spectrométrie de masse

Mots clés libres

Spectrométrie de masse structurale

Échange hydrogène/deuterium

Pontage chimique

Spectrométrie de masse native

Photométrie de masse

Systèmes protéiques complexes

Stratégies bio-informatiques

Structural mass spectrometry

Hydrogen/deuterium exchange

Cross-linking

Native mass spectrometry

Mass photometry

Complex protein systems

Bioinformatic strategies

Résumé

Ce travail de thèse porte sur des développements et optimisations de méthodes de spectrométrie de masse (MS) structurale, le pontage chimique (XL) et l’échange H/D (HDX) suivi par MS, pour la caractérisation de différents systèmes protéiques. L’apport de la mobilité ionique en HDX-MS a notamment pu être déterminé et un protocole de XL-MS avec des agents pontants MS clivables a été mis en place au laboratoire. Les stratégies bio-informatiques du traitement des données des deux techniques ont été évaluées. Ces développements ont ensuite été appliqués à la caractérisation structurale de différents complexes protéiques impliquant des récepteurs nucléaires, des protéines membranaires, des protéines arginines méthyltransférase et enfin des assemblages impliquant des protéines AAA+. Des approches de MS native et de photométrie de masse ont également été employées dans le but de compléter les informations obtenues en HDX-MS et XL-MS.

This PhD thesis focuses on the development and optimisation of structural mass spectrometry (MS) methods for the characterisation of different protein systems. Two structural MS approaches were developed with chemical cross-linking (XL) and H/D exchange (HDX) followed by MS. In particular, the contribution of ion mobility in HDX-MS could be determined and an XL-MS protocol with cleavable MS cross-linker was set up in the laboratory. The bioinformatics strategies for data processing of both techniques were evaluated. These developments were then applied to the structural characterisation of different protein complexes with nuclear receptors, membrane proteins, arginine methyltransferase proteins and finally assemblies involving AAA+ proteins. Native MS and mass photometry approaches were also used to complement the information obtained in HDX-MS and XL-MS.