IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble / France

AFM-ASSEMBLY

PELLEQUER Jean-Luc — 2025-04-03T10:42:15Z

Pellequer J-L (2024) Perspectives toward an integrative structural biology pipeline with atomic force microscopy topographic images. J. Mol. Recognit. 37 : e3102.

AFM-Assembly est une suite de scripts et programmes qui permettent d'assembler des structures tridimensionnelles (format PDB) sous la contrainte expérimentale de la surface topographique d'une molecule d'intérêt.
AFM-Assembly permet de réaliser la transition entre une imagerie de particules uniques et isolées a haute-resolution par AFM et l'assemblage tridimensionnelle de molecules au niveau atomique.
Certes, la resolution d'une surface topographique AFM n'est pas suffisante pour contraindre directement le positionnement d'atomes/résidus a partir d'une surface topographique. En revanche, il est tout a fait possible d'assembler différents morceaux d'une structure, ou d'un complexe, a partir de fichiers PDB, le tout sous une contrainte expérimentale de molecules uniques.
La grande difference entre l'imagerie AFM et les microscopies électroniques est l'unique rapport signal/bruit d'une topographie d'AFM qui permet de "voir" la conformation globale d'une seule molecule (avec une resolution pratique du nm).

AFM-Assembly a été initialement développé par Minh-hieu Trinh et étendu dans sa forme actuelle par Rui M. Chaves pour le fitting etl'assemblage.

Bepitope : Logiciel de prédiction d'épitopes B linéaires

2018-10-17T06:59:23Z

Bepitope est un outil informatique permettant de prédire les sites antigéniques d'une protéine. Odorico M. and Pellequer J.-L. (2003) BEPITOPE : predicting the location of continuous epitopes and patterns in proteins. J. Mol. Recognit. 16 : 20-22. Une version moderne de l'outil original PREDITOP : Pellequer J-L and Westhof E (1993) PREDITOP : a program for antigenicity predictions. J. Mol. Graph. 11 : 204-210.

Un site antigénique est la région d'une protéine qui est/sera reconnue par une molécule d'anticorps.
L'objectif de Bepitope est d'identifié les sites antigéniques d'une protéine qui auront tendance à adopter la même structure 3D que dans la protéine une fois synthétiser sous forme de peptide.
Une fois la région est identifié, le peptide sera synthétisé, puis injecté à l'hôte pour produire des anticorps. Grâce au phénomène de la réaction croisée, l'anticorps reconnaissant le peptide aura la possibilité de reconnaitre la protéine parente dont le peptide est issu.
C'est un grand défi de l'ingénierie des protéines car il est rare qu'un fragment de protéine, une fois synthétisé sous forme de peptide, adopte la même structure 3D locale que celle présente dans la structure de la protéine entière. Néanmoins, il a été démontré que les peptides en solution adoptent souvent une structure en brin beta.
L'idée derrière la méthode Pellequer de Bepitope est donc d'identifier avec une grande stringence les régions en tournant beta d'une protéine augmentant ainsi les chances de réactions croisées entre un anticorps antipeptide et la protéine parente native.

Une nouvelle version de Bepitope se trouvera bientot en ligne.

Un tutoriel sera bientôt mis à disposition.

Destripe : Une méthode pour éliminer le bruit en ligne des images AFM.

2018-10-16T11:36:44Z

Chen S.-w.W. and Pellequer J.L. (2011) DeStripe : frequency-based algorithm for removing stripe noises from AFM images. BMC Struct. Biol. 11 : 7.

Aller sur le site web DeStripe.

Nous avons développé un protocole de réduction de bruit, appelé DeStripe, pour les images de biomolécules obtenues par AFM qui sont contaminés par des bandes lourdes et fines de bruit. Pour la détection de pixels bruités et la restauration d'intensité, le programme adopte une stratégie "diviser pour régner" en divisant le spectre de Fourier de l'image en une région centrale et une région périphérique. La méthode est aussi applicable à d'autres images bruitées avec des bandes à haute densité telles que celles acquises en microscopie électronique à balayage. L'effet de réduction du bruit introduit par DeStripe permet une meilleure visualisation des objets sans introduire d'artefacts supplémentaires dans l'image restaurée. Le concept théorique et le développement informatique ont été réalisés par Wendy Chen.

Exemple de traitement d'images :

Image brute_________________________Image débruitée_____________________Image du bruit

BridgeD : Prédiction du site optimal d'insertion d'un pont disulfure dans une protéine.

2018-10-16T11:20:31Z

Pellequer J.-L. and Chen S.-w.W. (2006) Multi-template approach to modeling engineered disulfide bonds. Proteins 65 : 192-202.

Aller sur le site web BridgeD.

Il existe trois raisons majeures pour lesquelles l'insertion de ponts disulfure dans une protéine est importante :

Stabiliser les protéines contre la dénaturation thermique - une approche souvent utilisée en biotechnologie industrielle.
Etudier la dynamique interne d'une protéine en bloquant un état ouvert/fermé ou actif/inactif - cette approche a permis d'étudier plusieurs mécanismes moléculaires comme le mouvement d'hélices transmembranaires en réponse à un stimulus.
Connecter deux domaines ou deux protéines - c'est une approche souvent employée pour stabiliser les fragments variables d'anticorps et pour nos projets sur les facteurs de coagulations
Le concept théorique et le développement informatique ont été réalisés par Wendy Chen.

Adepth : Une méthode pour mesurer la profondeur des atomes dans les protéines

2018-10-16T11:06:06Z

La profondeur des atomes dans une macromolécule est obtenu par l'approche de la fonction de distance signée (SDF). Les calculs des valeurs SDF sont effectués sur des points d'une grille dans une boîte rectangulaire contenant la macromolécule. La profondeur d'un atome dans la molécule est obtenue à la suite d'une interpolation trilinéaire des valeurs de SDF au point de grille le plus proche. Le concept théorique et le développement informatique ont été réalisés par Wendy Chen.
Chen S.-w.W. and Pellequer J.-L. (2013) Adepth : new representation and its implications for atomic depths of macromolecules. Nucl. Acids Res. 41 : W412-W416.

Aller sur le site web Adepth.

Adepth vous permet de :

1) Calculer la profondeur de n'importe quel atome dans une structure macromoléculaire

2) Fournir une extrusion (peau) d'une structure macromoléculaire

3) Générer une carte de pseudo-convolution 2D, soulignant l'effet des pointes AFM sur des molécules uniques