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Unité de Chimie des Protéines [Protein Chemistry Unit] (PCU)
Faculté de Médecine / faculty of Medicine - Campus Erasme (unité ULB195)

Notre laboratoire s'intéresse, depuis plusieurs années, à l'étude de cystéine protéases de la famille de la papaïne, ainsi qu'à leurs inhibiteurs, de nature protéique et de synthèse. Bien que le contrôle de l'activité protéolytique soit rigoureusement exercé, in vivo, au travers de plusieurs mécanismes, il existe néanmoins un nombre croissant de pathologies (cancer, asthme, maladies neurodégénératives, ') où ce contrôle ne s'exerce plus harmonieusement et où l'activité protéolytique contribue de manière directe à exacerber ces dysfonctionnements. Une bonne maîtrise de l'implication de ces macromolécules dans ces pathologies implique une caractérisation fine au niveau moléculaire laquelle à son tour requiert des enzymes hautement purifiées. Nous cherchons à purifier, jusqu'à homogénéité, des protéases en vue d'une caractérisation détaillée, allant jusqu'à la résolution de leurs structures tridimensionnelles, seules où en complexes avec des inhibiteurs. La finalité recherchée est une meilleure caractérisation de leurs sites actifs et une meilleure compréhension de leurs mécanismes catalytiques et d'inhibition. Les enzymes étudiées sont principalement isolées d'extraits de latex du papayer (Carica papaya), de figuier (Ficus carica) et de tiges d'ananas (Ananas comosus). Ces extraits constituent en effet une importante source de cystéine protéases de la famille de la papaïne. Nous nous intéressons également à la caractérisation des allergènes de pollen de Phleum pratense et des graines d'Arachis hypogaea, avec une attention plus particulière pour les protéases. Le but recherché est d'isoler et de caractériser ces protéases, d'un point de vue physico-chimique et immunologique, en vue d'examiner leur implication possible dans le processus allergénique. Récemment, nous avons orienté nos recherches vers la valorisation de divers extraits de plantes pour leurs actions comme agents antifongiques, antibactériens et anticancéreux. Il s'agira de tester à la fois des extraits totaux mais également des fractions partiellement purifiées et des molécules pures. Les protéines étudiées seront isolées et purifiées par divers systèmes chromatographiques et caractérisées (SDS-PAGE, PAGE, IEF, 2D, propriétés enzymatiques et immunologiques, Spectroscopie UV-Visible, Spectrofluorimétrie, spectrométrie de masse, spectroscopie IR et CD, diffraction aux RX, ...). [For over thirty years, our laboratory has been interested in the study of proteases, especially those belonging to the class of cysteine proteases (papain-family) and their inhibitors, both of proteinic nature and synthetic. Although proteolytic activity is strictly exercised, in vivo, through several mechanisms, there are increasing numbers of diseases (cancer, asthma, neurodegenerative diseases,...) where the proteolytic activity directly contributes to exacerbate these pathologies. A fully understanding of the involvement of these macromolecules in these physiopathological processes involves a detailed characterization at the molecular level which in turn requires highly purified enzymes. We aimed to purify to homogeneity proteases for a detailed characterization, up to their three-dimensional structures determination, alone or in complex with inhibitors. This will allow us a better characterization of their active sites and a better understanding of their catalytic and inhibition mechanisms. The enzymes studied were, for the most part, isolated from extracts of papaya (Carica papaya) and figs (Ficus carica) latex and pineapple stem (Ananas comosus), which constitute rich sources of different papain-like enzymes. For nearly five years, we have also been interested in the characterization of allergens from Phleum pratense pollen and from Arachis hypogaea seeds, with a particular attention to proteases. Indeed, proteases have been shown to be implicated, directly or indirectly, in allergy. The aim of this research is to isolate and characterize these proteases, in a physico-chemical and immunological perspective, to assess their possible involvement in the allergen process. The study will consist in comparing enzymatically active samples to those which were previously irreversibly inhibited. Recently, we have begun testing both total plant extracts, partially purified and pure fractions against several infectious agents such as fungi and bacteria. We have also assessed the cytotoxicity activity of these samples in several normal and carcinogenic human cells, in vivo. The proteins studied will be isolated and purified by classical chromatography techniques subsequently characterized (SDS-PAGE, PAGE, IEF, 2D, enzymatic properties, UV-Visible spectroscopy - Spectrofluorimetry, mass spectrometry, IR and CD spectroscopy, X-ray diffraction, ...).]



coordonnées / contact details


Unité de Chimie des Protéines [Protein Chemistry Unit]
tel +32-2-555.67.80, fax +32.2.555.67.82, dbaeyens@ulb.ac.be
Campus Erasme, GE - G1.3.214
CP609, route de Lennik 808, 1070 Bruxelles



responsable / head


Prof. Danielle BAEYENS-VOLANT


composition / members


Mohamed AZARKAN Laetitia BOLLE Rachida EL MAHYAOUI Abdessalam FARAJ Cedric JAVAUX Nashia M'RABET Anne-Françoise RENERT


projets / projects


Examen du lien structure-activité dans la classe des cystéine protéases (famille de la papaïne). [Structure-activity relationship within the cysteine proteases (papain family).]
Dans ce contexte, le groupe a contribué à la purification d'enzymes appartenant à cette famille de protéases, à la détermination des structures primaires et tridimensionnelles (prédites et expérimentales) de plusieurs d'entre elles. [Several enzymes belonging to this family of proteases have heen purified to homogeinity. Their amino-acid sequences and, in some instance, their 3-D structures (predicted and/or experimental) have been determined. ]

Purification et caractérisation physico-chimique, enzymologique et immunologique d'allergènes de plantes (pollen de la fléole, graines d'arachide, ... [Purification and physico-chemical, enzymological and immunological characterization of plant allergens (pollen, peanut, ...)]
Depuis près de cinq ans, nous nous intéressons également à la caractérisation des allergènes contenus dans le pollen de la fléole des prés (Phleum pratense) et dans les graines d'arachide (Arachis hypogaea), avec une attention plus particulière aux protéases. En effet, ces dernières sont de plus associées, directement ou indirectement, aux allergies. L'exemple le plus connu est sans doute celui de Der p 1, une cystéine protéase de l'acarien Dermatophagoides pteronyssinus et responsable de l'allergie aux poussières de maisons.Le but recherché est d'isoler et de caractériser ces protéases, d'un point de vue physico-chimique et immunologique, en vue d'examiner leur implication possible dans le processus allergénique, en faisant appel notamment à un test d'activation de basophiles mesuré par cytométrie de flux. L'idée consistera à comparer des échantillons enzymatiquement actifs et ceux qui auraient été préalablement inhibés. [Chromatographic purifications and chemical, physico-chemical, enzymological and immunological characterization of plant proteins. Relationship between stress proteins resulting from viral, bacterial, funghi attack, mechanical wounding, pH and temperature effects and allergenicity.]

Valorisation de divers extraits de plantes pour leurs actions antifongiques, antibactériennes et anticancéreuses [Valorization of different plant extracts for their antifungal, antibacterial and antitumoral actions]
Plus récemment, nous avons également orienté notre recherche vers la valorisation de divers extraits de plantes pour leurs actions comme agents antifongiques (Candida albicans, Aspergilus fumigatus, ') antibactériens (E. Coli, Enterococcus?) et anticancéreux (Hela, K562, Huh-7, '). Il s'agira de tester à la fois des extraits totaux mais également des fractions partiellement fractionnées et des molécules pures. [Recently, we have began testing both total plant extracts, partially purified and pure fractions against several infectious agents such as fungi (Candida albicans, Aspergilus fumigatus, ...) and bacteria (E. coloi, Enterococcus ). We have also assessed the cytotoxicity activity of these samples in several normal and cancerogenic human cells, in vivo (Hela, K562, Huh-7, ... ) .In all cases, the proteins studied will be isolated and purified by classical chromatography techniques (ion exchange, hydrophobic, affinity, molecular weight) and their subsequent physico-chemical characterization (SDS-PAGE, PAGE, IEF, 2D, enzymatic properties, UV spectroscopy - Spectrofluorimetry, mass spectrometry, infrared spectroscopy and circular dichroism, 3D structure by X-ray diffraction, ...) in collaboration with external laboratories (UMons, VUB, ULg, ISP). Immunological characterizations will be carried out in collaboration with the Laboratory of Prof. F. Mascart - Erasmus Hospital.]



publications





theses


Mohamed Azarkan. Contribution à l'étude de la pégylation des protéines

Anne-Françoise Rénert. Proteomic and molecular studies on ceramide signaling pathways in cancer cells

Abdessalam Faraj. Synthèse et activité antivirale de nouveaux analogues de nucléosides didésoxygénés



collaborations


Prof. R. Loris,, VUB,, Laboratorium voor Ultrastructuur & Department of Molecular & Cellular Interactions, VIIB, Bruxelles,, Belgique

Prof R. Wattiez,, UMons, Faculty of Sciences, Separtment of Proteomics and Microbiology, Interdisciplinary Center of Mass Spectrometry (CISMa), Mons,, Belgique

Dr.F.Mascart,, ULB, Hôpital Erasme,, Laboratoire de Vaccinologie et d'Immunologie Mucosale (LoVMI),, Bruxelles,, Belgique

Prof. A. Matagne,, ULg,, Laboratoire d'Enzymologie et Repliement des Protéines, Centre d'Ingénierie des Protéines,, Liège, Belgique

Prof. A. Allaoui,, ULB,, Laboratoire de Bactériologie Moléculaire,, Bruxelles,, Belgique

Dr. F. Symoens,, Institut Scientifique de Santé Publique,, Reference Centre in Medical Mycology,, Bruxelles,, Belgique



prix / awards


Prix Jean Stas. Concours des Bourses de voyage du Gouvernement - Danielle BAEYENS-VOLANT

Co-directeur de la revue Chimie Nouvelle - Danielle BAEYENS-VOLANT

Solvay Award (2004) - Rachid DIBIANI

lauréat du Third European Contest for Young Scientists intitulé European workshop on Challenging proteins (2005) - Rachid DIBIANI

Lauréat du Third European Contest for Young Scientists intitulé European workshop on Challenging proteins. - Mohamed AZARKAN

Chevalier de l'Ordre de Leopold - Mohamed AZARKAN

Expert Belge d'après le Groupe PROTEINTECH - Mohamed AZARKAN



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


Purification et caractérisation de protéines - Chromatographie (échangeuse d'ions, hydrophobe, affinité, tamisage moléculaire) - Spectrofluorimétrie - Spectroscopie UV-Visible - Elisa - électrophorèse (SDS-PAGE, PAGE, IEF, 2D)



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


allergie caracterisation enzyme protéines purification


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Allergie et immunopathologie Bactériologie médicale Biochimie Biologie cellulaire Biophysique Enzymologie

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