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Relation structure/fonction des protéines

Cadre général du travail

Les protéines assurent l’accomplissement de la majorité des fonctions cellulaires comme par exemple la reconnaissance moléculaire (cf. système immunitaire), les voies de signalisation (hormones), le transport de métabolites et de nutriments, ainsi que la catalyse des réactions biochimiques (enzymes).
La fonction des protéines découle de leur structure tridimensionnelle, c'est-à-dire la manière dont les acides aminés de la chaîne polypeptidique sont agencés les uns par rapport aux autres dans l'espace. Ce n’est que dans son état replié (état natif) qu’une protéine peut exercer son activité biologique.
La connaissance de la structure des protéines est donc essentielle à la compréhension de leur mécanisme de fonctionnement et facilite notre perception quant à leur implication dans certains processus biologiques fondamentaux.

Thématiques

AminopeptidaseEtude structurale et enzymologique d’enzymes extrêmophiles

L’étude des enzymes d'extrêmophiles permet de mieux comprendre ce qui, dans leur architecture, contribue à leur stabilité et à leur activité dans des conditions physico-chimiques extrêmes. Ces connaissances sont primordiales pour modifier des enzymes par ingénierie afin de répondre à des besoins industriels ou autres.
Au sein de cette thématique, nous étudions actuellement une famille de métallopeptidases co-catalytiques, dont de nombreux membres jouent des rôles importants dans des processus tels que la maturation des protéines, le contrôle du cycle cellulaire et la dégradation des protéines.
Par une approche cristallographique et enzymologique, notre équipe tente de mieux cerner les particularités structurales à l'origine de leurs propriétés et de caractériser le mécanisme catalytique et la spécificité de ces enzymes.

Etude structurale et fonctionnelle de cellulase de la famille GH 5

La synthèse et la dégradation de la cellulose présentent un intérêt croissant de part leur potentiel biotechnologique dans divers secteurs industriels. AminopeptidaseDepuis 2010, nous collaborons avec le laboratoire des macromolécules biologiques du Prof. Moreno Galleni (ULg) pour l’étude de deux cellulases bactériennes (RBcel1 et Ps_Cel5A). Ces enzymes possèdent, en plus de leur activité hydrolytique, la capacité de synthétiser des oligosaccharides par transglycosylation. De plus, elles semblent jouer un rôle important dans la synthèse de la cellulose chez Pseudomonas sp. Les structures de RBcel1 et de Ps_Cel5A ont été récemment résolues et présentent une homologie structurale avec des cellulases hydrolytiques strictes de la famille GH5. L’étude comparative de ces structures devraient permettre de comprendre le rôle des résidus du site actif tant pour la dégradation de cellulose que pour la synthèse d’oligosaccharides.

Accueil d’étudiants en master et thèses doctorales

Nous acceptons des étudiants en master pour effectuer un stage ou un travail de fin d’étude. Nous offrons également la possibilité d’encadrer des thèses de doctorat. Veuillez consulter notre page « espace étudiant ».

Offre de service

Nous proposons notre expertise en biochimie des protéines pour la réalisation de projet contractuel. Nos compétences couvrent les techniques de biologie moléculaire, la production et la purification de protéines recombinantes produites par des bactéries ou des levures, la caractérisation de protéines purifiées et la détermination structurale de protéines par cristallographie RX. Notre offre de service s’applique tant pour le secteur académique que pour le secteur privé.

Contact : Cédric Bauvois et Raphaël Dutoit.

 

Équipe

  • Cédric Bauvois (COCOF)
  • Nathalie Brandt (COCOF)
  • Marc Demarez (COCOF)
  • Virginie Durisotti (COCOF)
  • Raphaël Dutoit (COCOF)
  • Christianne Legrain (COCOF)
  • Dany Van Elder (ULB)

Publications

Articles de périodiques

  • Barba M, Dutoit R, Legrain C, Labedan B. Identifying réaction modules in metabolic pathways : bioinformatic déduction and expérimental validation of a new putative route in purine catabolism. BMC Syst Biol. 2013 Oct 5 ;7(1) :99 PMID: 24093154
  • Delsaute M, Berlemont R, Dehareng D, Van Elder D, Galleni M, and Bauvois C. Three-dimensional structure of RBcel1, a metagenome-derived psychrotolerant family GH5 endoglucanase. Acta Cryst 2013 F69, 828-833. PMID: 23908022.
  • Dutoit R, Brandt N, Legrain C, Bauvois C. Functional characterization of two m42 aminopeptidases erroneously annotated as cellulases. PLoS One. 2012 Nov 30;7(11):e50639. PMID: 23226342.
  • Kupper M, Bauvois C, Frère JM, Hoffmann K, Galleni M, Bebrone C. The CphAII protein from Aquifex aeolicus exhibits a metal-dependent phosphodiesterase activity. Extremophiles. 2012 Jan; 16(1):45-55. PMID: 22009263.
  • Devosse T, Dutoit R, Migeotte I, De Nadai P, Imbault V, Communi D, Salmon I, Parmentier M. Processing of HEBP1 by cathepsin D gives rise to F2L, the agonist of formyl peptide receptor 3. J Immunol. 2011 Aug 1;187(3):1475-85. PMID: 21709160.
  • Vercheval L, Bauvois C, di Paolo A, Borel F, Ferrer JL, Sauvage E, Matagne A, Frère JM, Charlier P, Galleni M, Kerff F. Three factors that modulate the activity of class D β-lactamases and interfere with the post-translational carboxylation of Lys70. Biochem J. 2010 Dec 15;432(3):495-504. PMID: 21108605.
  • Dutoit R, Dubois E, Jacobs E. Selection systems based on dominant-negative transcription factors for precise genetic engineering. Nucleic Acids Res. 2010 Oct;38(19):e183. PMID: 20702421.
  • De Angelis F, Lee JK, O'Connell JD 3rd, Miercke LJ, Verschueren KH, Srinivasan V, Bauvois C, Govaerts C, Robbins RA, Ruysschaert JM, Stroud RM, Vandenbussche G. Metal-induced conformational changes in ZneB suggest an active role of membrane fusion proteins in efflux resistance systems. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jun 15;107(24):11038-43. PMID: 20534468.
  • Labar G, Bauvois C, Borel F, Ferrer JL, Wouters J, Lambert DM. Crystal structure of the human monoacylglycerol lipase, a key actor in endocannabinoid signaling. Chembiochem. 2010 Jan 25;11(2):218-27. PMID: 19957260.
  • Loisel E, Jacquamet L, Serre L, Bauvois C, Ferrer JL, Vernet T, Di Guilmi AM, Durmort C. AdcAII, a new pneumococcal Zn-binding protein homologous with ABC transporters: biochemical and structural analysis. J Mol Biol. 2008 Sep 5;381(3):594-606. PMID: 18632116.
  • Bauvois C, Jacquamet L, Huston AL, Borel F, Feller G, Ferrer JL. Crystal structure of the cold-active aminopeptidase from Colwellia psychrerythraea, a close structural homologue of the human bifunctional leukotriene A4 hydrolase. J Biol Chem. 2008 Aug 22;283(34):23315-25. PMID: 18539590.
  • Shimizu-Ibuka A, Bauvois C, Sakai H, Galleni M. Structure of the plasmid-mediated class C beta-lactamase ACT-1. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 2008 May 1;64(Pt 5):334-7. PMID: 18453698.
  • Dutoit R., de Ruyck J., Durisotti V., Legrain C., Jacobs E. and Wouters J. Overexpression, physicochemical characterization, and modelling of a hyperthermophilic Pyrococcus furiosus type 2 IPP isomerase. Proteins. 2008 Jun;71(4):1699-707. PMID: 18076031.
  • Labar G, Bauvois C, Muccioli GG, Wouters J, Lambert DM. Disulfiram is an inhibitor of human purified monoacylglycerol lipase, the enzyme regulating 2-arachidonoylglycerol signaling. Chembiochem. 2007 Jul 23;8(11):1293-7. PMID: 17579916.
  • Rodríguez MM, Power P, Bauvois C, Di Conza J, Ayala JA, Galleni M, Gutkind G. Characterisation of KLUA-9, a beta-lactamase from extended-spectrum cephalosporin-susceptible Kluyvera ascorbata, and genetic organisation of bla(KLUA-9). Int J Antimicrob Agents. 2007 Mar 29(3):332-7. PMID: 17196371.
  • Wouters J. and Bauvois C., Crystal structures of class C β-lactamases: mechanistic implications and perspectives in drug design, in Enzyme-mediated resistance to antibiotics: mechanisms, dissemination, and prospects for inhibition, pp. 145-161 (2007).
  • de Ruyck J., Durisotti V., Oudjama Y., Wouters J. Structural role for Tyr-104 in Eschericha coli isopentenyl-diphosphate isomerase : site-directed mutagenesis, enzymology, and protein crystallography. J Biol Chem. 2006 Jun 30;281(26):17864-9. PMID: 16617181.
  • Bauvois C, Ibuka AS, Celso A, Alba J, Ishii Y, Frère JM, Galleni M. Kinetic properties of four plasmid-mediated AmpC beta-lactamases. Antimicrob Agents Chemother. 2005 Oct;49(10):4240-6. PMID: 16189104.
  • Colombo ML, Hanique S, Baurin SL, Bauvois C, De Vriendt K, Van Beeumen JJ, Frère JM, Joris B. The ybxI gene of Bacillus subtilis 168 encodes a class D beta-lactamase of low activity. Antimicrob Agents Chemother. 2004 Feb;48(2):484-90. PMID: 14742199
  • Alba J, Bauvois C, Ishii Y, Galleni M, Masuda K, Ishiguro M, Ito M, Frere JM, Yamaguchi K. A detailed kinetic study of Mox-1, a plasmid-encoded class C beta-lactamase. FEMS Microbiol Lett. 2003 Aug 29;225(2):183-8. PMID: 12951239

Contributions à des ouvrages collectifs

  • Bauvois Cédric, Huston Adrienne, Feller georges. (2013). « The Cold-Active M1 Aminopeptidase from the Arctic Bacterium Colwellia psychrerythraea ». in Rawlings Neil D. , Salvesen Guy S. (éd.) (2013). Handbook of Proteolytic Enzymes (Third Ed). Oxford, Academic Press, pp 463-467.
  • Wouters Johan, Bauvois Cédric. (2011). « Structures of class C beta-lactamases and perspectives in drug design in Beta-lactamases ». in Beta-Lactamases. Liège, Nova Publishers (Jean-Marie Frère Editor), pp 79-101.
  • Bauvois Cédric, Wouters Johan. (2007). « Crystal structures of class C ß-lactamases: mechanistic implications and perspectives in drug design ». in Bonomo Robert A., Tolmasky Marcelo. (2007). Enzyme-mediated resistance to antibiotics : mechanisms, dissemination, and prospects for inhibition. Washington, ASM Press, pp 145 - 161.

Collaborations

  • Dr Georges Feller (Laboratoire de Biochimie, ULg, Liège)
  • L’équipe du Dr Jean-Luc Ferrer (Laboratoire de Cristallographie et Cristallogenèse des Protéines, Institut de Biologie Structurale, Grenoble)
  • Pr Johan Wouters (Laboratoire de Chimie Biologique Structurale, FUNDP, Namur)
  • Pr Didier Lambert (Unité de Chimie Pharmaceutique et Radiopharmacie, UCL, Woluwe)
  • Pr Moreno Galleni (Centre d’Ingénierie des Protéines, ULg, Liège)
  • Pr Marc Parmentier (IRIBHM, ULB-Erasme, Bruxelles)
  • Ir Alain Durieux (Unité de Biotechnologie, Institut Meurice, Bruxelles)