Menu
Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Contacts relatifs à cet article / BREYTON Cécile / EBEL Christine / SCHAACK Beatrice

Structure et Stabilité de Protéines Membranaires Intégrales et Assemblages de Phages


Responsable : Cécile Breyton (CNRS)


Equipe

- Cécile Breyton (CR, CNRS)
- Christine Ebel (DR, CNRS)
- Eric Forest (DR, CEA)
- Béatrice Schaack (DR, CEA)
- Aline Le Roy (AI, CEA)
- Charles Arnaud (Th)

Thèmes de Recherche Principaux


L’étude structurale de protéines membranaires et virales liées à la pathogénie

Des nouvelles approches pour l’étude in vitro des protéines membranaires : nouveaux tensioactifs ; bicouche lipidique de type "droplet interface bilayer" ; échange H/D en spectrométrie de masse

Expertise


Biochimie des protéines membranaires
Biophysique
Cristallographie
Diffusion des rayons X et neutrons
Nanotechnologie

Responsabilité de plateformes


Ultracentrifugation Analytique
Protein analysis on line

Thème  : Etude structurale de protéines membranaires et virales liées à la pathogénie


- Infection de E. coli par le phage T5

C. Breyton, en collaboration avec P. Boulanger, Orsay, M. Chami, Basel, P. Schanda et G. Schoehn, IBS, étudie les premières étapes de l’infection au niveau moléculaire et structural, notamment la structure de la queue du phage et la formation du canal pour l’entrée de l’ADN dans la cellule, en utilisant SANS, cristallographie des rayons-X, RMN et microscopie électronique.

- Flayhan, Vellieux, Lurz, Maury, Contreras-Martel, Girard, Boulanger, Breyton. Crystal structure of pb9, the distal tail protein of bacteriophage T5 : a conserved structural motif among all siphophages. (2014) J Virol 88 220-8.
- Zivanovic, Confalonieri, Ponchon, Lurz, Chami, Flayhan, Renouard, Huet, Decottignies, Davidson, Breyton, Boulanger. Insights into bacteriophage T5 structure from analysis of its morphogenesis genes and protein components. (2014) J Virol 88 1162-74.
- Breyton, Flayhan, Gabel, Lethier, Durand, Boulanger, Chami, Ebel. Assessing the conformation changes of pb5, the Receptor Binding Protein of phage T5, upon binding to its E. coli receptor FhuA. (2013) J Biol Chem 288 30763-72.

- Protéines membranaires liées à la pathogénie

Nous étudions l’état d’association, la structure en solution et les changements de conformation de différentes protéines membranaires, telles le transporteur FhaC de B. pertussis, qui sécrète l’hémaglutinine (coll. V. Villeret, Lille et F. Gabel, IBS), le complexe NADPH des neutrophiles et les récepteurs lectine de type C des cellules dendritiques (coll. F. Fieschi, IBS) et des transporteurs multi drogue ABC (coll. J.-M. Jault, Lyon et F. Gabel, IBS).

- Gabel, Lensink, Clantin, Jacob-Dubuisson, Villeret, Ebel. Probing the Conformation of FhaC with Small-Angle Neutron Scattering and Molecular Modeling. (2014) Biophys J 107 185-96.
- Sutkeviciute, Thepaut, Sattin, Berzi, McGeagh, Grudinin, Weiser, Le Roy, Reina, Rojo, Clerici, Bernardi, Ebel C, Fieschi F. Unique DC-SIGN Clustering Activity of a Small Glycomimetic : A Lesson for Ligand Design. (2014) ACS Chem Biol 9 1377-85.
- Boncoeur, Durmort, Bernay, Ebel, Di Guilmi, Vernet, Jault. PatA and PatB form a functional heterodimeric ABC multidrug efflux transporter responsible for the resistance of /Streptococcus pneumoniae /to//fluoroquinolones. (2012) Biochemistry 51 7755-65.

Thème : Nouvelles approches pour l’étude in vitro des protéines membranaires

- Nouveaux tensioactifs

Nous étudions des nouveaux tensioactifs fluorés et polymères amphiphiles pour l’étude structurale des protéines membranaires (coll. G. Durand et A. Polidori, Avignon, S. Keller, Kaiserslautern DE, F. Gabel, IBS).

- Breyton, Gabel, Lethier, Flayhan, Durand, Jault, Juillan-Binard, Imbert, Moulin, Ravaud, Hartlein, Ebel. Small angle neutron scattering for the study of solubilised membrane proteins. (2013) Eur Phys J E Soft Matter 36 71.
- Abla, Unger, Keller, Bonnete, Ebel, Pucci, Breyton, Durand. Micellar and biochemical properties of a propyl-ended fluorinated surfactant designed for membrane-protein study. (2015) J Colloid Interface Sci 445 127-36.
- Popot, Althoff, Bagnard, Banères, ... Ebel, ... Zoonens. Amphipols from A to Z. (2011) Ann Rev Biophys 40 379-408.
- Lethier, Moulin, Härtlein, Ebel. Report on expression and purification of a deuterated model membrane protein : OmpX

- Droplet Interface Bilayer (DIB)

L’objectif du projet VenomPicoScreen (ANR RPIB 2012) est l’insertion de canaux potassiques et de récepteurs couplés aux protéines G en molécule unique dans une bicouche artificielle, pour identifier d’éventuels candidats pour de nouveaux médicaments à partir de venins dont les peptides pourraient moduler l’activité de protéines membranaires (canaux et récepteurs). Nous utilisons une biopuce, combinant des techniques de microfluidique et d’électrophysiologie. Le partenariat entre IBS (B. Schaack, C. Moreau), le CNRS (B. Cross), le CEA (N. Gilles) et la société Smartox (R. Beroud) vise à développer une nouvelle technique de criblage dédiée aux petits volumes. Les protéines cibles sont insérées dans une bicouche artificielle crée entre deux gouttes de quelques centaines de nL, et leur activité est mesurée électriquement.

- Echange H/D en spectrometrie de masse HDXMS

Il permet l’identification assez précise (5-10 acides aminés) de régions de protéines impliquées dans des changements de conformation ou des interactions avec des partenaires.

- Lennartz, Bengtsson, Olsen, Joergensen, Brown, Remy, Man, Forest, Barfod, Adams, Higgins, Jensent. Mapping the Binding Site of a Cross-Reactive Plasmodium falciparum PfEMP1 Monoclonal Antibody Inhibitory of ICAM-1 Binding. (2015) J Immunol 195 3273-83.

Autres thèmes

- Biochimie et biologie structurale de protéines membranaires
- Allorent, Tokutsu, Roach, Peers, Cardol, Girard-Bascou, Seigneurin-Berny, Petroutsos, Kuntz, Breyton, Franck, Wollman, Niyogi, Krieger-Liszkay, Minagawa, Finazzi. A dual strategy to cope with high light in Chlamydomonas reinhardtii. (2013) Plant Cell 25 545-57.
- Dach, Olesen, Signor, Nissen, le Maire, Møller, Ebel. Active detergent solubilized H+,K+-ATPase is a monomer. (2012) J Biol Chem 287 41963-78.
- Breyton, Haase, Rapoport, Kuhlbrandt, Collinson. Three-dimensional structure of the bacterial protein-translocation complex SecYEG. (2002) Nature 418 662-5.

- Approches thermodynamiques et expérimentales

Nous développons des protocoles sur les protéines membranaires et tensio-actifs, les protéines intrinsèquement désordonnées, les polysaccharides et leurs complexes avec des protéines, l’analyse des interactions faibles & de la solvatation. Nous avons une compétence sur les interactions entre macromolécules médiées par le solvant. Nous avons aussi une expertise en biopuces.
- Le Roy, Wang, Schaack, Schuck, Breyton, Ebel. AUC and Small-Angle Scattering for Membrane Proteins. (2015) Method Enzymol 562 257-86.
- Publications liées à l’Ultracentrifugation Analytique et PAOL
- Schaack, Wei, Thiery, Auger, Hochepied, Castellan, Ebel, Chaneac, Achouak. Design of live biochip for in situ Nanotoxicology studies : a proof of concept. (2015) RSC Adv 5 82169–78.

- Adaptation moléculaire aux conditions extrêmes

Nous avons proposé que la surface très acide des protéines halophiles permette des interactions spécifiques avec les ions du solvant de façon à préserver une forte solubilité de la protéine, requise pour son fonctionnement in vivo dans des concentrations multi-molaires de sel. Nos données ont aussi permis de comprendre le mécanisme complexe de la cristallisation de la protéine. Nous étudions les interactions et la structure en solution d’une protéine antifreeze, AFPIII, en collaboration avec A. Salvay et E. Howard (Argentine).
- Salvay, Gabel, Pucci, Santos, Howard, Ebel. Structure and interactions of fish type III antifreeze protein in solution. (2010) Biophys J 99 609-18.
- Ebel, Zaccai. Crowding in extremophiles : Linkage between solvation and weak protein – protein interactions, stability and dynamics, provides insight into molecular adaptation. (2004) J Mol Recognit 17 382-9.

Mots clés

• Relations structure-fonction de récepteurs, canaux et transporteurs
• Outils et méthodes : de l’expression à la cristallisation
• Biophysique et biochimie
• Virologie moléculaire et structurale
• Bactériophages
• Surfactants