Durée
20h Th, 20h AUTR
Nombre de crédits
| Master en bioinformatique et modélisation, à finalité | 3 crédits | |||
| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité | 3 crédits |
Enseignant
Christian Damblon, Franck Dequiedt, Mireille Dumoulin, André Matagne, N..., Damien Sluysmans, Marylène Vandevenne
Coordinateur(s)
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
1. Objectif du module
Les cours présentent différentes méthodes analytiques utilisées pour caractériser les protéines. Les méthodes spectroscopiques étudiées sont l'absorption UV-visible, les dichroïsmes linéaire et circulaire, la fluorescence, la spectroscopie de vibration (i.e. infrarouge et Raman), la résonance plasmonique de surface (SPR) et aussi la "biolayer interferometry" (BLI). Trois approches dites "molécules uniques" (i.e. FRET, AFM et "optical tweezers") sont également envisagées, ainsi que des méthodes permettant de mesurer en temps réel des interactions entre molécules. Les approches thermodynamiques classiques (i.e. DSC, ITC, DSF) sont présentées, ainsi que les méthodes propres à l'étude des interactions in vivo. Pour chaque approche, les principes, les aspects techniques et des applications centrées sur les protéines seront développés. Ce sera particulièrement le cas au cours des séances de présentation d'articles et aussi des travaux pratiques (démonstrations) qui auront lieu les après-midis. Les articles choisis ont trait principalement à l'étude la stabilité et du repliement (« folding », i.e. processus d'acquisition de la structure 3D) des protéines. Des exemples concrets (e.g. bêta-lactamases, fragments d'anticorps à un seul domaine, lysozymes) sont analysés en détail, sur la base des connaissances théoriques et de données trouvées dans la littérature.
2. Table des matières des cours théoriques
2.1 Spectroscopies optiques appliquées aux macromolécules biologiques (absorbance UV-Vis; infra-rouge et Raman; dichroïsme linéaire et circulaire; fluorescence). 9h; Christian Damblon
2.2. Diffusion de la lumière, statique (SLS) et dynamique (DLS), pour l'analyse des macromolécules biologiques. 2h; Marylène Vandevenne
2.3. Méthodes thermodynamiques pour l'analyse des macromolécules biologiques et l'étude de leurs interactions: a) titration calorimétrique isotherme (ITC); b) calorimétrie différentielle à balayage (DSC); c) fluorimétrie différentielle à balayage (DSF). 2h; Marylène Vandevenne
2.4. Méthodes de détection en temps réel ("real-time biosensing") basées sur e.g. SPR, BLI, QCM. 2h; Mireille Dumoulin
2.5. Approches molécules uniques (single molecule) (AFM, optical tweezers et FRET). 3h; Damien Sluysmans & Christian Damblon
2.6. Interactions in vivo (double hybride, protein complementation assay, etc.). 2h; Frank Dequiedt
3. Table des matières des TP, TD, etc.
L'utilisation des techniques d'analyse dans le cadre de l'étude du repliement et de la stabilité des protéines est illustrée sous la forme de présentations d'articles (André Matagne).
Des démonstrations sont faites à l'aide des instruments disponibles au CIP (André Matagne, Marylène Vandevenne, Romain Malempré).
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Les étudiants acquièrent une vue d'ensemble des principaux outils analytiques disponibles pour caractériser les protéines à l'échelle moléculaire. Les méthodes biophysiques disponibles pour caractériser la stabilité et le repliement des protéines, ainsi que pour l'étude de la dynamique conformationnelle des macromolécules biologiques en général, font l'objet d'un éclairage particulier. Les étudiants doivent être capable de sélectionner les approches les plus pertinentes pour caractériser un échantillon de protéine. Ces méthodes sont importantes aussi bien pour une caractérisation biochimique de base, notamment en vue d'études structurales plus poussées, que pour des contrôles de qualité lié à la préparation d'échantillons pour e.g. des applications biomédicales.
Savoirs et compétences prérequis
Chimie et physique de base. Connaissances fondamentales sur la structure des macromolécules biologiques
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours est dispensé à l'aide de présentations powerpoint, de craie et d'un tableau noir
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Explications complémentaires:
Exclusivement présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Les présentations powerpoint et/ou des notes de cours seront disponibles au plus tard à la fin du cours. Ces supports pour but d'aider l'étudiant dans son étude; ils ne sont pas tous absolument indispensables pour acquérir les compétences requises dans ce cours et leur adoption par les étudiants n'est pas obligatoire. Les articles analysés seront distribués au fur et à mesure des travaux.
Ouvrages de références :
- Biophysical Chemistry, Cantor and Schimmel
- Principles of Physical Chemistry, Van Holde et al.
- Biological Spectroscopy, Campbell and Dwek
- Physical Biochemistry, Sheehan
- The Physical and Chemical Basis of Molecular Bioloy, Thomas E. Creighton
- The Biophysical Chemistry of Nucleic Acids and Proteins, Thomas E. Creighton
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation orale
Explications complémentaires:
Les étudiants seront évalués oralement en présence du coordinateur du module (André Matagne) et de l'enseignant principal en termes de cours théoriques (Christian Damblon). La présence des autres intervenants (i.e. Frank Dequiedt, Mireille Dumoulin, Damien Slysmans, Marylène Vandevenne) est facultative. L'évaluation portera sur l'ensemble de la matière, sous la forme d'une approche intégrée qui favorise la réflexion et conduit l'étudiant à prendre en considération l'ensemble des outils susceptibles de permettre la caractérisation complète d'une protéine (ou éventuellement tout autre macromolécule biologique). La discussion portera notamment sur la série d'articles vus au cours et d'autres dont la lecture aura été recommandée par les enseignants.
Stage(s)
Sans objet
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Les cours sont dispensés en fonction de l'horaire communiqué aux étudiants, sauf avis
contraire. En cas de modification de l'horaire (e.g. suppression d'une séance), le professeur
informe les étudiants soit au cours, soit via email, éventuellement par l'intermédiaire du
délégué de classe
Contacts
André Matagne, PhD, Professeur Ordinaire, Enzymologie et Repliement des Protéines, Centre
d'Ingénierie des Protéines, UR InBioS, Département des Sciences de la Vie, Institut de Chimie B6a (bureau 1/10a), Quartier Agora, Allée du 6 Août, 13, Université de Liège, B4000 Liège (Sart-Tilman), Tel.: +32 (0)4 3663419, Email: amatagne@ulg.ac.be (à privilégier)
Association d'un ou plusieurs MOOCs
Aucun MOOC n'est associé à ce cours.
Explications complémentaires:
Sans objet