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Accueil > Les équipes > Biophysique des métalloprotéines - BIP07

Présentation de l’équipe

par ggerbaud - publié le , mis à jour le

BIP07
De gauche à droite et de bas en haut : Bruno Guigliarelli, Marlène Martinho, Guillaume Gerbaud, Julia Rendon, Maryam Seif Eddine, Sinan Al-Attar, Bénédicte Burlat,
Anabella Ivancich, Elisabetta Mileo, Emilien Etienne, Valérie Belle, Frédéric Biaso, Stéphane Grimaldi,
Toni Kühl, Eugénie Fournier, Eric Pilet, Kamal Zeamari, Alessio Bonucci

L’activité de recherche de notre groupe est centrée sur l’étude des propriétés structurales et fonctionnelles de métalloenzymes rédox impliquées dans le métabolisme énergétique de micro-organismes anaérobies ou extrêmophiles.

Cette activité est basée sur l’analyse des facteurs influençant le rendement énergétique et les cinétiques enzymatiques dans ces systèmes complexes : propriétés électroniques, structurales et thermodynamiques des centres rédox mis en jeu, organisation de ces centres dans les complexes enzymatiques, nature de leur environnement protéique, mécanisme catalytique et régulation de l’activité enzymatique, modes de reconnaissance des protéines partenaires.

L’objectif est d’identifier les facteurs moléculaires qui conditionnent le fonctionnement de ces complexes enzymatiques au niveau de leur spécificité de substrat et de partenaire, du sens préférentiel des réactions catalysées, et de leur sensibilité aux inhibiteurs ou aux facteurs de stress physico-chimiques (oxygène, métaux lourds, température, pH).

Ce dernier point est essentiel pour mettre en place les objectifs de valorisation de ces enzymes développés transversalement dans l’Unité dans les domaines des Bioénergies et de l’Environnement, qu’ils s’appuient sur des stratégies d’ingénierie enzymatique, d’ingénierie métabolique, ou de chimie biomimétique (en collaboration).

Dans notre équipe, nous nous intéressons également à l’exploration du rôle fonctionnel des transitions structurales dans différents systèmes protéiques. L’étude de la dynamique des protéines est d’un intérêt central en biologie car mise en jeu dans de nombreux processus essentiels : mécanismes de régulation, de signalisation, reconnaissance et assemblage moléculaires … Pour explorer ces mécanismes de transitions structurales, nous utilisons et développons une technique basée sur le greffage de sondes paramagnétiques étudiées par spectroscopie RPE, technique dite de « marquage de spin ».

Ces approches sont principalement mises en œuvre sur trois grandes classes de systèmes enzymatiques :

  • Les hydrogénases, enzymes bactériennes catalysant l’oxydation réversible de l’hydrogène, et leurs protéines partenaires physiologiques.
  • Les enzymes à molybdène, et notamment celles de la famille de la DMSO-réductase.
  • Les protéines à structure désordonnées ou flexibles, susceptibles de propriétés de multifonctionnalité.

En liaison étroite avec plusieurs équipes de biochimistes et de biologistes moléculaires de l’Unité BIP, de l’Institut de Microbiologie de la Méditerranée (IMM-IFR88) et d’autres laboratoires internationaux, nous développons des stratégies originales pour l’étude de ces systèmes intégrés. Elles s’appuient principalement sur la Spectrométrie de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), la potentiométrie rédox, la spectroscopie électronique, et la modélisation théorique.

Nos approches s’articulent autour des axes suivants :

  • Etude des propriétés magnéto-structurales des cofacteurs métalliques et analyse des couplages magnétiques intercentres par RPE multifréquence.
  • Combinaison de la spectroscopie RPE et de la Mutagenèse dirigée.
  • Modélisation du fonctionnement global des oxydoréductases complexes.
  • Etude des propriétés structurales de systèmes flexibles par la technique de marquage de spin couplée à la RPE.