Boîte à outils : Biologie structurale

Durée

20h Th, 15h Pr, 5h AUTR

Nombre de crédits

Enseignant

Christian Damblon, Frédéric Kerff, N..., Loïc Quinton

Coordinateur(s)

Frédéric Kerff

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Cette boite à outils abordera les différentes méthodes permettant de caractériser la structure 3D des macromolécules biologiques, à savoir la cristallographie de rayons X, la résonance magnétique nucléaire, la microscopie électronique, la spectrométrie de masse et la modélisation. Une attention particulière sera apportée aux avantages/inconvénients et aux limites d'utilisation de chacune de ces méthodes afin de pouvoir déterminer la(les) méthode(s) la plus adéquate pour répondre à une question biologique donnée dans le cadre d'un projet de recherche. 

Cette boite à outil permettra également d'apprendre à utiliser efficacement l'importante quantité de données structurales expérimentales et de modélisation disponible dans les bases de données publiques (Protéine Data Bank, Uniprot,...). 

 

Table des matières des cours théoriques?: 

1.Généralités (Frédéric Kerff) 

• 1.1 Introduction détaillée sur la structure des macromolécules biologiques.  
• 1.2 Présentation de la Protein Data Bank et des autres ressources liées à la biologie structurale disponibles 
• 1.3 Introduction à l'utilisation du logiciel de visualisation de structure PyMOL 

• 3.1 Sources de rayons X
• 3.2 Étapes de la détermination de la structure d'une macromolécule biologique par diffraction de rayons X
• 3.3 Avantages et limites de la méthode 

• 4.1 Description des élément constituant un microscope électronique en transmission
• 4.2 Détermination d'une structure de macromolécule biologique par la méthode de «?single particule analysis?» en cryo-microscopie électronique
• 4.3 Détermination d'une structure de macromolécule biologique par tomographie 

• 5.1 Détermination d'une structure de protéine par RMN en solution
• 5.2 Caractérisation de la dynamique d'une protéine par RMN
• 5.3 Études d'interactions en tous genre par RMN
• 5.4 Apport de la RMN à l'étude du des protéines intrinsèquement désordonnées et repliement des protéines 

• 6.1 Electro-ionisation et fragmentation de molécules biologiques?
• 6.2 Spectrométrie de masse native - Analyse de complexes protéiques macromoléculaires
• 6.3 Echanges Hydrogène-Deutérium couplés à la spectrométrie de masse
• 6.4 Cross-linking résolu par spectrométrie de masse
• 6.5 Imagerie par spectrométrie de masse: Principes et applications
• 6.6 Bases de mobilité ionique? 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme des cours théoriques dispensés dans le cadre de la boite à outils Biologie Structurale, les étudiants seront capables de?:  

• Obtenir un modèle de la structure tridimensionnelle d'une protéine à partir d'une séquence en acides aminés?; 
• Comprendre le principe des différentes étapes de la détermination de structures 3D par cristallographie de rayons X afin de faire une utilisation objective des modèles cristallographiques?; 
• Reconnaitre les deux principaux types de méthode de détermination de structure 3D par microscopie électronique à transmission (cryo-EM, tomographie)  pour la détermination de structures biologiques en vue de son intégration à de futurs projets de recherche?; 
• Comprendre en quoi la RMN contribue à la compréhension des protéines et leur fonction?; 
• Comprendre les principales techniques de spectrométrie de masse utiles dans les domaines de la biologie, de la biochimie ou encore de la microbiologie?; 
• Dans le cadre d'un projet de recherche, d'identifier la technique de biologie structurale la plus adaptée pour répondre à une question biologique déterminée. 

• Utiliser les ressources de biologie structurale en accès libre (Protein Data Bank, Uniprot, ...)?; 
• Utiliser les fonctions basiques du logiciel PyMOL pour analyser des structures tridimensionnelles de macromolécules biologiques et pour préparer des figures afin d'illustrer des présentations ou des rapports/articles. 
   

Savoirs et compétences prérequis

Ce module exploitera les notions qui ont été abordées dans le cours suivant?: 

• Chimie des macromolécules biologiques (BIOC9242-1)? 

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

• Cours théoriques.? 
• Travaux dirigés illustrant le cours.? 
• Travaux pratiques sur ordinateur personnel et d'une séance de travaux pratiques en laboratoire. 
• Visite de laboratoires et découverte des principaux instruments. 

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les diaporamas et documents nécessaires aux cours seront disponibles sur la plateforme e-Campus. 

 

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale


Explications complémentaires:

L'évaluation de la BO se fera via un examen oral intégratif en présence de plusieurs titulaires du module.  

 

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Les travaux pratiques et/ou travaux dirigés sont obligatoires. Les notions qui y seront vues  sont susceptibles de faire partie de l'évaluation. Toute absence doit être justifiée et le cas échéant, les étudiants sont tenus de se remettre en ordre quant au contenu. Dans l'éventualité où un rapport est demandé, il devra être réalisé même en cas d'absence. 

Chaque étudiant devra être en possession d'un ordinateur portable avec le logiciel PyMOL installé (https://pymol.org/2/) et muni d'une souris à 3 boutons. Les trackpads sont très peu adaptés à la manipulation de ce programme. 

Contacts

Les encadrants sont disponibles pour répondre à vos questions?: soit durant les cours/séances de travaux pratiques dispensés dans le cadre de cette semaine thématique, soit par e-mail (dans les heures de bureau et au plus tard 2 jours avant l'examen ou la remise du rapport). 

 

Coordinateur du module?: 

Dr Kerff Frédéric

Tél : 04/366.36.20
e-mail : fkerff@uliege.be 



Co-Titulaires?: 

Prof. Quinton Loic, loic.quinton@uliege.be 
Prof. Damblon Christian, c.damblon@uliege.be 

Association d'un ou plusieurs MOOCs