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Des Protéines aux Gènes … (Première partie)

Des Protéines aux Gènes … (Première partie). Jérôme GARIN Laboratoire de Chimie des Protéines CEA/INSERM/UJF (Génopole Rhône-Alpes). L’avènement de la Post-Génomique. ARNm. PROTEINES. GENES. Génomique (33.000 gènes). Transcriptomique. Protéomique (10 6 formes protéiques ?).

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Des Protéines aux Gènes … (Première partie)

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Presentation Transcript

  1. Des Protéines aux Gènes … (Première partie) Jérôme GARIN Laboratoire de Chimie des Protéines CEA/INSERM/UJF (Génopole Rhône-Alpes)

  2. L’avènement de la Post-Génomique ARNm PROTEINES GENES Génomique (33.000 gènes) Transcriptomique Protéomique (106 formes protéiques ?) • Maturation • Modif. Post-Trad. • Demi-vie • Localisation • Partenaires

  3. Les outils de la Protéomique

  4. Les outils de la protéomique Digestion des protéines par la trypsine Lys Arg Lys Trypsine Peptides Arg Lys Lys

  5. Les outils de la protéomique Spectrométrie de masse en mode tandem : sélection et fragmentation des peptides NanoESI-MS/MS Détecteur Analyseur ToF Source nano-electrospray Quadrupole Sélection des ions Cellule de collision Fragmentation

  6. R P Q G P M W E 554.33 100 159.09 685.37 % 288.14 272.17 871.46 1000.49 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Banques Protéiques ou Génomiques BLASTP tBLASTN EWMPGQPR ....VGRRHGSRVSKSAEWMPGQPRPPHLDGSAPGD.... Les outils de la protéomique Séquençage des peptides par nanoESI-MS/MS

  7. Les outils de la protéomique Analyses nanoLC-nanoESI-MS/MS (« Shot gun Proteomics ») nanoLC MS/MS Colonne capillaire RP (75 µm x 15 cm) Séparation Peptides + concentration (profil UV) Spectres MS/MS

  8. Données théoriques Digestion trypsique in silico des banques protéiques Sélection des n protéines pour lesquelles on attend un peptide trypsique de masse m n spectres MS/MS théoriques 554.33 100 159.09 MASCOT 685.37 % 288.14 272.17 871.46 1000.49 0 200 400 600 800 1000 1200 Les outils de la protéomique Interprétation des données (haut débit) Données expérimentales Masse du peptide trypsique (m) + Spectre MS/MS

  9. Les outils de la protéomique Interprétation des données (haut débit) Banques de données protéiques MASCOT Protéome (spectres MS/MS)

  10. Quelques chiffres … 2003 : nanoLC-MS/MS « Haut débit » : 100 - 1000 protéines/jour « Haute sensibilité » : 20 femtomoles/protéine 1996 : Séquençage d’Edman « Haut débit » : 1 protéine/jour … « Haute sensibilité » : 20 picomoles/protéine

  11. La Protéomique : un outil d’annotation fonctionnelle des Génomes

  12. Porin Characterized activity (known sequence) Characterized activity (unknown sequence) Cl-/NO-2 Porine HCO3- NO2- Ca2+ ADP Porin Ca2+ H+ ATP Amino acids ATP ATP/ADP HPO42+ ADP SO42- PEP/Pi Pyrophosphate K+/Na+ Proteins OAA/Mal 2-OG/Malate Mal/Glu Pi/TrioseP Glu/Gln Metals Glycerate/Glycolate Vitamins CO2 Predicted activity (unknown sequence) Amino acids Glucose Fatty acids H2O Protéomique et annotation fonctionnelle des génomes Identification de nouveaux transporteurs chloroplastiques

  13. Trypsine Peptides trypsiques SDS-PAGE NanoLC-MS/MS MASCOT • 3 Transporteurs déjà connus • 22 Transporteurs hypothétiques • Nombreux spectres MS/MS non attribués Protéomique et annotation fonctionnelle des génomes Identification de nouveaux transporteurs chloroplastiques Envelope chloroplaste Protéines très hydrophobes (solubles en chloroforme/méthanol)

  14. Génome Génome Exons hypothétiques Pepline Gènes hypothétiques Protéines hypothétiques Protéome (spectres MS/MS) Protéomique et annotation fonctionnelle des génomes Identification de nouveaux transporteurs chloroplastiques Banques de données protéiques MASCOT Protéome (spectres MS/MS)

  15. Myriam FERRO Romain CAHUZAC Gilles ANDRE Jérôme GARIN Jacques JOYARD Norbert ROLLAND Erwan RÉGUER Estelle NUGUES Alain VIARI Yves VANDENBROUCK

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