Protéomique et spectrométrie de masse des biomolécules

Odile Schiltz
Odile Schiltz

Responsable d'équipe

L’objectif de l’équipe est de développer des stratégies performantes en protéomique et en spectrométrie de masse (MS) structurale, associées à des outils bioinformatiques dédiés, afin de progresser dans la comprehension de la fonction, de la régulation et de la dynamique des protéines. Nos principaux projets portent sur l’étude du rôle du protéasome, sur la caractérisation de protéines mycobactériennes et sur le décryptage des voies de signalisation dans les cellules immunitaires.

Nous sommes experts en protéomique quantitative à grande échelle, en spectrométrie de masse structurale et en bioinformatique pour l'étude approfondie des protéomes et des voies de signalisation, ainsi que pour la caractérisation de protéines et de complexes protéiques essentiels, comme le protéasome.

La protéomique et la MS structurale représentent des approches complémentaires et puissantes pour la compréhension des systèmes biologiques complexes. La MS est une technologie en constante évolution, qui est au coeur des stratégies protéomiques. Des spectromètres de masse de différentes configurations possèdent des capacités spécifiques en termes de sensibilité, de résolution en masse et de vitesse d’acquisition. Les avancées majeures en protéomique et en MS structurale peuvent également être attribuées à l’optimisation des protocoles biochimiques et des méthodes analytiques pour la préparation des échantillons avant l’acquisition des données, ainsi qu’au développement de logiciels bioinformatiques sophistiqués pour une analyse performante des données.
Sur la base de notre expertise en MS et en protéomique, des projets de recherche sont poursuivis pour caractériser plusieurs systèmes biologiques.

Rôle des complexes du protéasome humain

Nous nous intéressons à la compréhension des relations structure/activité du protéasome humain. Ce complexe multi-catalytique de grande taille est responsable de la dégradation des protéines intracellulaires et est une cible thérapeutique pour certains cancers. Nous avons développé des stratégies intégrées, utilisant la réticulation in-vivo, la purification par affinité et la protéomique quantitative, pour caractériser la diversité de ces complexes ainsi que leur dynamique dans diverses cellules et contextes physiologiques et pathologiques. Nous avons également conçu une méthode quantitative basée sur la MS pour mesurer les quantités de plusieurs sous-types de protéasome dans des échantillons de patients. Nous avons ensuite optimisé des approches de MS structurale pour déterminer les caractéristiques structurales qui régissent les interactions protéine-protéine et les changements allostériques au cours de l’association du protéasome à ses complexes protéiques régulateurs.

Immunoprotéomique

Nous avons développé des analyses performantes de protéomique quantitative à grande échelle (interactomique, phosphoprotéomique), qui nous permettent de caractériser en profondeur différentes cellules des systèmes immunitaires adaptatifs et innés. Cela nous permet ensuite d’accéder à de nouvelles informations sur les mécanismes moléculaires des réponses inflammatoires et immunitaires. Des efforts importants ont été déployés pour déchiffrer, aux niveaux cellulaire et moléculaire, les mécanismes fonctionnels des lymphocytes T. Nous avons analysé, dans des cellules T primaires de souris, le signalosome de plusieurs composants clés de la voie du TCR en utilisant des stratégies optimisées d’interactomique et de phosphoprotéomique.

Caractérisation de protéines mycobactériennes

Nous nous intéressons à la caractérisation des protéines et des complexes protéiques, qui jouent un rôle dans la formation de la mycomembrane et dans le ciblage des protéines vers la membrane plasmique, la mycomembrane et le milieu extracellulaire. Nous avons également développé une expertise dans l’analyse des protéines O-mannosylées chez les mycobactéries pour étudier leur implication dans la virulence de Mycobacterium tuberculosis.

Équipe

Chercheurs-Enseignants chercheurs

François Amalric (PR Émérite, UPS)
Marie-Pierre Bousquet (PR, UPS)
Manuelle Ducoux (MCU, UPS)
Anne Gonzalez de Peredo (CR HC, CNRS)
Christel Lutz (PR CE, UPS)
Julien Marcoux (CR, CNRS)
Odile Schiltz (DR1, CNRS)

Ingénieurs

Renaud Albigot (IE, CNRS)
David Bouyssié (IR, CNRS)
Marie Locard-Paulet (IR, CNRS)
Emmanuelle Mouton (IR, UPS)

Post-doctorants

Angelique Dafun
Paulo Espirito-Santo

Doctorants

Rim Abderrahim
Pinar Altiner
Amélie Bosc-Rosati
Maurine Marteau
Ronald Siaden Ortega
Zoltán Udvardy

Nos projets de recherche (en anglais)

Rôle des complexes du protéasome humain

Immunoprotéomique

Caractérisation de protéines mycobactériennes

Lesne et al. (2020) Conformational maps of human 20S proteasomes reveal PA28- and immuno-dependent inter-ring crosstalks. Nat Commun

Bouyssié et al. (2020) Proline: an efficient and user-friendly software suite for large-scale proteomics. Bioinformatics

Locard-Paulet et al. (2020) LymphoAtlas: a dynamic and integrated phosphoproteomic resource of TCR signaling in primary T cells reveals ITSN2 as a regulator of effector functions. Mol Syst Biol

Tonini et al. (2020) Potential plasticity of the mannoprotein repertoire associated to Mycobacterium tuberculosis virulence unveiled by mass spectrometry-based glycoproteomics. Molecules

Zivkovic et al. (2022) Proteasome complexes experience profound structural and functional rearrangements throughout mammalian spermatogenesis. Proc Natl Acad Sci USA

Voisinne et al. (2022) Kinetic proofreading through the multi-step activation of the ZAP70 kinase underlies early T cell ligand discrimination. Nat Immunol

Grâce à des méthodes de phosphoprotéomique à haut débit, nous pouvons suivre la cinétique de phosphorylation de milliers de phosphosites au cours des 10 premières minutes suivant l’engagement du TCR dans les lymphocytes T primaires. (Illustration par SciStories- scistories.com)