Developpements en spectrométrie de masse structurale pour la caratérisation de protéines d'intérêt thérapeutique

Developments in structural mass spectrometry for the characterization of proteins of therapeutic interest

• Auteur / Autrice : Jérôme Castel
• Direction : Sarah Cianférani-Sanglier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 25/01/2024
• 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 : Annick Dejaegere
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Debaene
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Chérine Bechara, Rabah Gahoual

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ligands

Protéines

Anticorps monoclonaux

Protéines membranaires

Photométrie

Hydrogène

Deutérium

Spectrométrie de masse

Chimie analytique

Mots clés libres

Spectrométrie de masse structurale

Échange hydrogène/deutérium

Spectrométrie de masse native

Photométrie de masse

Protéines membranaires

Anticorps monoclonaux thérapeutiques

Interactions protéine/ligand

Structural mass spectrometry

Hydrogen/deuterium exchange

Native mass spectrometry

Mass photometry

Membrane proteins

Therapeutic monoclonal antibodies

Protein/ligand interactions

Résumé

Ce travail de thèse porte sur des développements méthodologiques en spectrométrie de masse (MS) structurale, principalement par échange hydrogène/deutérium couplé à la MS (HDX-MS), en MS native couplée ou non à la mobilité ionique (IM-MS) et plus récemment en photométrie de masse, pour la caractérisation de différentes protéines d’intérêt thérapeutique. Ce travail a notamment permis de montrer l’apport d’une combinaison d’approches en MS structurale pour la caractérisation approfondie des protéines membranaires, de l’analyse des protéines entières jusqu’à leur dynamique conformationnelle. La mise en place de nouvelles stratégies analytiques en IM-MS et en HDX-MS a également pu être évaluée pour la caractérisation structurale fine d’anticorps thérapeutiques. Enfin, l’intérêt de l’approche HDX-MS a été illustré pour le screening conformationnel et dynamique de ligands dans le cadre de l’étude d’interactions protéine/ligand impliquant des récepteurs nucléaires.

This PhD work focuses on methodological developments in structural mass spectrometry (MS), especially by hydrogen/deuterium exchange coupled to MS (HDX-MS), by native MS coupled or not to ion mobility (IM-MS) and more recently mass photometry, for the characterization of various proteins of therapeutic interest. In particular, this work has demonstrated the contribution of a combination of structural MS approaches to the in-depth characterization of membrane proteins, from the analysis of intact proteins to their conformational dynamics. The implementation of new analytical strategies in IM-MS and HDX-MS has also been evaluated for the detailed structural characterization of therapeutic antibodies. Finally, the benefits of HDX-MS approach was illustrated for the conformational and dynamic screening of ligands in the context of the study of protein/ligand interactions involving nuclear receptors.