Infrastructures et plateformes de recherche

Les plateformes du regroupement

1. Plateforme Identification
(coordination: Pr Christian Landry)

L’identification de biomarqueurs et de nouvelles protéines, ainsi que de la variation de leur production selon différentes circonstances, est un aspect fondamental de la recherche en science des protéines, autant académique qu’industrielle. Depuis notre financement de 2008, nous avons mis sur pied un réseau d’installations permettant un accès rapide et efficace à la caractérisation génomique et protéomique.

Principaux instruments: Instrumentation de pointe pour l’identification génomique et protéomique. Incluant l’accès à: Center for structural and functional genomics et CBAMS (Concordia), installations de protéomique et bioinformatique des Universités Laval et de Sherbrooke, Centre d’innovation Génome Québec (McGill), services de séquençage de l’IBIS (Université Laval), installations de protéomique, transcriptomique et métabolomique (TransBiotech).

2. Plateforme Bioproduction
(coordination: Pr Alain Garnier)

Cette plateforme permet de produire toutes les protéines que l’on désire étudier, et ce à
plusieurs échelles: du laboratoire jusqu’au fermenteur d’une capacité de 500 L. Par aillleurs, l’expertise et l’instrumentation retrouvée au sein du regroupement permet la production de protéines dans de nombreux organismes pour conduire à des protéines ayant des modifications posttraductionnelles. Inclu les installations spécialisées du CNETE ainsi que celles de génie des bioprocédés de l’université Laval.

Principaux éléments: appareillage et infrastructure pour la production de protéines dans de nombreux organismes, incluant plusieurs fermenteurs (1, 2, 5, 10, 30, 50 et 500 litres, atomiseur à haut débit (3kg/h), plusieurs lyophilisateurs dont un à haute capacité (50 litres par lot), plusieurs incubateurs. ORGANISMES:Bactéries:Bacillus subitilis (diff. souches), Lactobacillus (diff. espèces) Escherichia coli (diff. souches); Levures : Saccharomyces (diff. espèces), Pichia pastoris (divers mutants); systèmes de filtration à l’échelle laboratoire et pilote (technologies MF, UF, NF, OI;membranes:plane, tubulaire, fibres creuses);systèmes de purification (HPLC, FPLC, AKTA Explorer).

3. Plateforme Biophysique
(coordination: Pr Nicolas Doucet)

La plateforme de biophysique compte une riche diversité d’instruments permettant d’étudier la conformation des protéines, leurs changements et leur stabilité. On peut par exemple étudier l’effet de nombreux paramètres sur la stabilité d’un biocatalyseur, déterminer la stabilité à long terme d’une protéine thérapeutique dans plusieurs formulations et identifier les régions responsables de la stabilité de protéines et enzymes d’intérêt.

Principaux instruments: spectrofluorimètres, spectrofluorimètres à plaques, spectromètres FTIR, ATR, ATR polarisé, spectromètre Raman confocal, PM-IRRAS, spectrophotomètre de résonance Raman, spectrophotomètre stop-flow, spectropolarimètres de dichroïsme circulaire (CD), Dichroïsme circulaire orienté, RMN solide régulier et orienté, dynamic light scattering, ultracentrifugation analytique et préparative,spectromètres RMN liquide, conductivité membranaire monomoléculaire, ITC, MS. Inclu les plateformes QANUC (McGill), BIOFINS (Concordia), plateforme biophysique UL (Université Laval).

4. Plateforme Interactions
(coordination: Pr Steve Bourgault)

Les protéines et enzymes n’agissent pas seuls, elles sont en constantes interactions avec de nombreuses molécules. Ces interactions avec d’autres protéines et médiateurs sont cruciales pour l’activité et la régulation protéique, pour le métabolisme et même la survie cellulaire. Cette plateforme comporte tout l’instrumentation nécessaire pour identifier et caractériser des interactions protéiques, ainsi que pour sonder l’effet de différentes molécules bioactives sur ces phénomènes importants.

Principaux instruments: appareils pour la titration calorimétrique isothermique (ITC), microcalorimètre, résonance des plasmons de surface (Biacore), spectromètrie de masse (Orbitrap Fusion, TripleTOF 5600+6500, QTRAP, LTQ, MassPrep, ProXPress 4800, MALDI TOF-TOF Tempo LC, MALDI 4000, QTRAP, MS/MS/QQQ, MS/MS QTOF/IMS), interactions in silico. Incluant les installations de BIOFINS (Concordia), de protéomique, transcriptomique et métabolomique (TBT), plateforme de protéomique de l’Université Laval.

5. Plateforme In Silico
(coordination: Pr Patrick Lagüe)

Malgré tous les efforts experimentaux déployés, certaines problématiques en science des protéines requièrent des approches in silico. PROTEO mise sur des expertises de pointe en bioinformatique et à l’accès à de nombreux centres de calcul de très grande puissance pour réaliser des travaux ultrasophistiqués touchant la science des protéines: du design de nouvelles enzymes pour la biocatalyse jusqu’à la caractérisation des interactions protéiques, en passant par l’identification de biomarqueurs.

Principaux éléments: Salles de visionnement 3D; Visualisation; Criblage virtuel, drug design rationnel, reconnaissance et arrimage moléculaires (FlexAID, MOE, Autodock, Gold, ICM); Détection de similarités de sites de liaisons et de réactivité croisée (IsoCleft et IsoMIF); Ingénierie des protéines et prédiction de thermostabilité (ENCoM); Dynamique moléculaire (MOE, CHARMM); Calculs quantiques (Gamess, Gaussian et WebMO); Savoir-faire en biologie systémique et réseaux métaboliques pour identification de potentielles cibles thérapeutiques.

6. Plateforme Structurale (coordination: Pr Pierre Lavigne)

Comme la fonction des protéines est intimement liée à sa structure, il est impératif de caractériser celle-ci au niveau moléculaire. Pour ce faire, PROTEO regroupe les expertises et l’instrumentation à la fine pointe de la technologie. En sus, grace à des ententes aux niveaux national et international, les membres ont accès au spectromètre 900 MHz pour les solides du Centre national de RMN solide à ultra-haut champ à Ottawa et à l’appareil de 950 MHz pour la RMN liquide à l’IBS de Grenoble.

Principaux instruments: Spectromètres RMN à haut champ en solution 500 MHz (2), 600 MHz (4), 800 MHz, sondes multinoyaux incluant F, spectromètres RMN solide 300, 400, et 600 MHz pour échantillons régulier et orientés; Diffractomètres rayons-X et SAXS; Approches in silico, DLS. Incluant accès: Centre de RMN à haut champ du Québec et de l’est du Canada (QANUC), laboratoire de RMN des protéines (UL), Centre de RMN solide à ultra-haut champ (CNRC – Ottawa), laboratoire de cristallographie de l’Université Laval et McGill, installations de l’Institut de Biologie Structurale (IBS) à Grenoble