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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Cristallophore, un outil tout-en-un pour la cristallographie des protéines

La cristallographie des rayons X est une méthode de choix pour déterminer la structure 3D des macromolécules biologiques. En effet, cette méthode est à l’origine de 90 % des structures présentes dans la Protein Data Bank. Comme son nom l’indique, la cristallographie repose sur l’utilisation d’un cristal de bonne qualité qui sera soumis à un rayonnement X. Dans le cas des macromolécules biologiques, l’obtention de tels cristaux reste un processus aléatoire encore mal compris et constitue le point bloquant majeur de la méthode. Le second goulot d’étranglement est inhérent à la méthode puisque lié au processus même de détermination de la structure à partir des données expérimentales (problème de la phase). Ainsi, on estime que seuls 30 % des protéines purifiées produiront des cristaux et qu’un cristal sur deux, qui présente une diffraction satisfaisante, permettra de déterminer la structure d’intérêt.
Dans le cadre d’une collaboration entre le laboratoire de chimie de l’ENS-Lyon et le groupe ELMA de l’IBS, nous avons développé une famille de complexes de lanthanide que nous avons dénommée cristallophore (Xo4). En effet, le premier d’entre eux, Tb-Xo4, facilite la cristallisation des protéines, conduit à l’obtention de conditions de cristallisation uniques et permet la détermination des structures grâce au fort pouvoir phasant des lanthanides. Xo4 est donc un outil unique qui permet de résoudre simultanément les deux verrous majeurs de la bio-cristallographie.
La technologie Xo4 a bénéficié du soutien financier de l’ANR et de la SATT Pulsalys et est protégée par brevet n° WO2017103545. Une licence exclusive a été octroyée à la société POLYVALAN (www.polyvalan.com), spin-off de l’ENS-Lyon et de l’IBS, pour la synthèse et la commercialisation de ces molécules.

Crystallophore : a versatile lanthanide complex for protein crystallography combining nucleating effects, phasing properties, and luminescence.
Engilberge S, Riobe F, Di Pietro S, Lassalle L, Coquelle N, Arnaud CA, Pitrat D, Mulatier JC, Madern D, Breyton C, Maury O, Girard E. Chemical Science. DOI : 10.1039/c7sc00758b