IFR 128 BioSciences Gerland - Lyon Sud
Plateau Technique : Production et Analyse des Protéines (PAP)
Fluorescence

Sommaire de la page :
-
Réservation - Aide à la mise en route et à l’interprétation des résultats
-
Réservation en ligne
-
Etude des interactions protéine/protéine, protéine/acide nucléique et protéine/lipide par spectroscopie de fluorescence
-
Généralités sur la spectroscopie de fluorescence
- Tutoriaux en ligne
-
Fournisseurs de cuves et de matériels de fluorescence
- Principales applications de la spectroscopie de fluorescence
-
Publications 2006 (travaux réalisés avec le fluorimètre du PAP)

 
 

Réservation - Aide à la mise en route et à l’interprétation des résultats :
en panne

<<<<<<<<<
Appareil disponibles sur le Plateau technique :
Equipement : Fluorimètre Aminco SLM 8000 C (acheté en 1991)
Le fluorimètre Aminco SLM8000C est un appareil ancien qui ne se fabrique plus et ne peut pas être informatisé.
Néanmoins ses excellentes qualités optiques et mécaniques en font un très bon fluorimètre à comptage de photons. Il peut être utilisé en mode “fluorescence classique” ou en mode “polarisation de fluorescence”, en changeant la plateforme dans laquelle la cuvette de mesure est insérée. Son interface logicielle est par contre obsolète, et requiert l’utilisation de disquettes préalablement formatées sur un PC. Le transfert des données se fait via la disquette, directement sur Mac ou PC dans un tableur Excel.
Il s'agit du seul appareil de ce type sur Lyon, et probablement en région Rhône-Alpes. Ce fluorimètre est intégré au PAP de l’IFR 128 pour une mise à disposition à l’ensemble des équipes de l’IFR sur la base d’une mutualisation des moyens, mais aussi de l’Université Lyon 1, et des sociétés privées notamment du pôle de compétitivité, sur la base d’un coût de fonctionnement calculé par l’IFR.
<<<<<<<<<  
Etude des interactions protéine/protéine, protéine/acide nucléique et protéine/lipide par spectroscopie de fluorescence :

L’essence de chaque expérimentation est l’existence d’une quantité observable et la corrélation de cette quantité avec un phénomène d’intérêt. Lorsqu’une molécule absorbe de la lumière (excitation), puis la réémet sous forme de fluorescence (émission), chaque processus ayant lieu pendant ce temps donne lieu à des changements dans les paramètres observables en fluorescence. Ces processus dynamiques incluent la formation de complexes avec le solvant ou les solutés, la réorientation de l’environnement autour du moment dipolaire de l’état excité, la diffusion et les collisions avec des molécules extinctrices de fluorescence. Les caractéristiques spectrales d’une molécule fluorescente ou fluorophore peuvent donc donner beaucoup d’informations sur le comportement de cette macromolécule.

La spectroscopie de fluorescence permet de mesurer :
- le rendement quantique ou nombre de photons émis relativement au nombre de photons absorbés
- le temps de vie de fluorescence ou temps nécessaire au fluorophore pour interagir avec, ou diffuser dans, son environnement
- les spectres d’émission du fluorophore
-· l’anisotropie ou polarisation de fluorescence ou excitation photosélective du fluorophore par la lumière polarisée.

Les fluorophores sont rangés en deux classes : intrinsèques ou extrinsèques. Les fluorophores intrinsèques sont des fluorophores naturels. Dans les protéines ce sont les acides aminés phénylalanine (Phe), tyrosine (Tyr) et tryptophane (Trp). Les membranes n’ont en revanche aucune fluorescence intrinsèque. L’ADN est quant à lui très peu ou pas fluorescent.
Les fluorophores extrinsèques sont des molécules ajoutées à un échantillon qui n’est pas fluorescent ou qui ne possède pas les propriétés spectrales souhaitées. Ces molécules peuvent être de nature hydrophile (solubles en milieu aqueux) ou hydrophobe (lipides: acides gras, phospholipides, stérols...; petites molécules capables de s’échanger entre milieu aqueux et membranaire).
La spectroscopie de fluorescence offre l’avantage d’être sensible (peu de matériel mis en jeu), simple à mettre en oeuvre, et de fournir beaucoup d’informations car la connection entre observations spectrales et caractéristiques moléculaires de l’échantillon est quasi-directe. De plus les mesures de fluorescence sont très sensibles car réalisées par rapport à un fond sombre.

<<<<<<<<<
Généralités sur la spectroscopie de fluorescence
Livres et revues générales
-
Lakowicz J.R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. 2nd edition, Springer Edition, USA.
-
Giepmans BN, Adams SR, Ellisman MH, Tsien RY. The fluorescent toolbox for assessing protein location and function. Science. 2006; 312(5771):217-224. Review.
-
Simpson AW. Fluorescent measurement of [Ca2+]c: basic practical considerations. Methods Mol Biol. 2006;312:3-36. Review.
-
Silvius JR, Nabi IR. Fluorescence-quenching and resonance energy transfer studies of lipid microdomains in model and biological membranes. Mol Membr Biol. 2006; 23(1):5-16. Review.
-
Johnson AE. Fluorescence approaches for determining protein conformations, interactions and mechanisms at membranes. Traffic. 2005; 6(12):1078-1092. Review.
-
Maier O, Oberle V, Hoekstra D. Fluorescent lipid probes: some properties and applications. Chem Phys Lipids. 2002;116:3-18. Review.
<<<<<<<<<
Tutoriaux en ligne
- http://fmrc.pulmcc.washington.edu/DOCUMENTS/FMRC299.pdf
- http://probes.invitrogen.com/resources/education/
- http://www.ucg.ie/chem/AlanR/AryderP20.htm
- http://www.jobinyvon.com/usadivisions/Fluorescence/slideshows.htm
- http://www.biochimie.univ-montp2.fr/ (un petit chapitre est consacré à la spectrofluorimétrie)
<<<<<<<<<
Fournisseurs de cuves et de matériels de fluorescence :
- Hellma
http://www.hellma-france.fr/
- Starna
http://www.starna.com/
<<<<<<<<<
Principales applications de la spectroscopie de fluorescence :
EN SOLUTION
- Etude de la fluorescence intrinsèque des protéines (suivi de la fluorescence du Trp) : changements induits par des variations du milieu (pH, température, détergents, co-solvants, tampons…)
- Repliement des protéines, stabilité thermique, dénaturation suivis en fluorescence du Trp
- Extinction de fluorescence : étude du degré d’enfouissement d’un fluorophore intrinsèque dans une protéine
- Cinétiques enzymatiques (ligand fluorescent ou devenant fluorescent après clivage enzymatique ou enzyme rendue fluorescente)
- Interaction protéine-ligand, protéine-acide nucléique, protéine-sucre...
- Transfert d’énergie de résonance de fluorescence (FRET) : mesure de la distance entre un donneur fluorescent et un accepteur (qui peut ne pas être fluorescent). Information sur la disposition spatiale de 2 molécules. La distance de Förster (distance caractéristique donnant lieu à du FRET) est de l’ordre de la taille des macromolécules biologiques.
EN PRÉSENCE DE MEMBRANES (liposomes, fractions de membranes cellulaires isolées : endosomes, lysosomes, vésicules de Golgi…)
- Même type d’études qu’en solution. La diffusion de la lumière induite par la présence d’un objet membranaire (« poison » des mesures de fluorescence) doit être soustraite des mesures.
- Etude des effets d’une membrane sur un peptide / protéine, basée sur la fluorescence intrinsèque ou sur l’adjonction d’une sonde fluorescente au peptide /à la protéine. Repliement induit par la membrane dans la structure protéique.
- Etude des effets d’un peptide / protéine sur une membrane, basée sur l’utilisation d’un fluorophore lipidique. Induction de séparation de phases lipidiques, formation de “radeaux lipidiques”, modifications de la fluidité membranaire (polarisation de fluorescence), pénétration intra-membranaire, profondeur de pénétration.
- Etude de la fusion membranaire induite par des protéines / peptides isolés, ou par des virus entiers, ou par des petites molécules. Cinétiques de fusion.
- FRET
<<<<<<<<<
Publications 2006 (travaux réalisés avec le fluorimètre du PAP)
- Hepatitis C virus glycoproteins mediate low pH-dependent membrane fusion with liposomes. Lavillette D, Bartosch B, Nourrisson D, Verney G, Cosset FL, Penin F and Pécheur EI. J. Biol. Chem. (2006) 281, 3909-3917.
- Purification of breast cancer resistance protein ABCG2 and role of arginine-482” Pozza, A., Perez-Victoroa, J.M., Sardo, A., Ahmed-Belkacem, A. and Di Pietro, A. Cell. Mol. Life Sci. (2006) 63, 1912-1922.
- Combination of suboptimal doses of inhibitors targeting different domains of LtMDR1 efficiently overcomes resistance of Leishmania spp. to miltefosine by inhibiting drug efflux Perez-Victoria, J.M., Cortes-Selva, F., Parodi-Talice, A., Bavchvarov, B.I., Perez-Victoria, F.J., Munoz-Martinez, F., Maitrejean, M., Costi, M.P., Barron, D., Di Pietro, A., Castanys, S. and Gamarro, F. Antimicrob. Agents Chemother. (2006) 50, 3102-3110.
- Arbidol: a broad-spectrum antiviral that inhibits acute and chronic HCV infection. Boriskin YS, Pécheur EI and Polyak SJ. Virol J. (2006), 3:56.
- Characterisation of fusion determinants points to the involvement of three regions of both E1 and E2 glycoproteins in the membrane fusion process of hepatitis C virus. Lavillette D, Pécheur EI, Donot P, Dreux M, Molle J, Penin F and Cosset FL. En révision pour J. Virol.

<<<<<<<<<