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PlateForme de Production et Purification de Protéines

PFP3

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Publié le 21 juin 2024
Présentation générale
La Plateforme de Production et Purification des Protéines PFP3 rassemble un ensemble de techniques et de méthodes pour produire des protéines destinées à la recherche.
Les protéines sont des biomolécules complexes et essentielles à la vie, présentes dans toutes les cellules de tous les organismes vivants. Elles jouent un rôle crucial dans de nombreux processus biologiques, tels que la catalyse des réactions chimiques, la régulation génétique, le transport des molécules à travers les membranes cellulaires, la signalisation cellulaire et la défense immunitaire. En conséquence, les protéines sont devenues un sujet de recherche important dans de nombreux domaines comme la biologie moléculaire, la biochimie, la pharmacologie et la médecine.
En raison de leur diversité de formes et de fonctions, les protéines sont également une source d'inspiration pour les chercheurs en matière de conception de matériaux avancés. Leur potentiel en tant que matériau inspiré du vivant vise à conduire à des avancées significatives dans des domaines tels que la médecine régénérative, l'électronique, l'ingénierie des tissus et la biotechnologie. Les avantages potentiels de l'utilisation de protéines comme matériau incluent leur biocompatibilité, leur biodégradabilité, leur capacité à s'auto-assembler en structures complexes et leur diversité de fonctions. En résumé, les protéines sont des modèles fascinants qui peuvent avoir des applications dans de nombreux secteurs différents.

Créée en 2020 par et pour les activités du Laboratoire Chimie et Biologie des Métaux (LCBM), la plateforme PFP3 développe une offre de services qui fournit, à la demande, des protéines recombinantes ou naturelles destinées à la recherche. Pour répondre aux besoins spécifiques de chaque utilisateur, elle utilise des technologies avancées qui permettent de produire des protéines hautement purifiées et de qualité. Après plusieurs sollicitations, les services de la PFP3 sont devenus accessibles aux demandes extérieures au LCBM en 2023.

Les 2 principales offres de service de la plateforme sont la production de protéine recombinante en système bactérien et la purification de protéines recombinantes ou naturelles. La purification est nécessaire pour isoler la protéine cible du mélange de produits de la production et cette étape est critique pour garantir la pureté et la fonctionnalité de la protéine fournie.
La plateforme travaille en étroite collaboration avec les utilisateurs pour s'assurer que les protéines produites répondent aux spécifications et aux normes de qualité requises. L’expertise et la rigueur développées permettent un partenariat de qualité avec des laboratoire académiques et industriels qui nécessitent l'utilisation de protéines pour leurs travaux de recherche.


Responsable
Ingénieure en biologie cellulaire et moléculaire, je suis entrée au CNRS en 2004 avec de solides compétences en biochimie et ingénierie des protéines développées dans une start-up de production de protéines recombinantes en système bactérien et in vitro. Au LCBM, j’ai produit diverses métalloprotéines destinées à des projets de recherche variés. Depuis 2009, je me suis orientée vers le développement de matériaux à base de protéines naturelles ou recombinantes. Depuis 2020, en parallèle de cette activité de recherche, j’ai mis en place et je pilote la plateforme PFP3. J’évalue les demandes, je dirige les activités et je rédige les rapports d’expertise.
Carole MATHEVON
Ingénieure d’études CNRS
Bâtiment K/Bureau 213B
Laboratoire Chimie et Biologie des Métaux
CEA-Grenoble
17 avenue des Martyrs
38 054 Grenoble cedex 09
Tel. : (33) 4 38 78 53 02
Fax : (33) 4 38 78 91 24 

Opératrices
Assistante Ingénieure en biochimie, chimiste de formation, j’intègre le LCBM en 2006 à mon entrée au CNRS, en tant qu’assistant en analyses chimiques. Le LCBM étant un laboratoire à l’interface entre la chimie et la biologie, je travaillais sur des métalloenzymes artificielles, des molécules hybrides protéines-ligands pour l’oxydation, en coopération avec des équipes de biochimistes pour la partie protéique. En 2018 j’ai souhaité m’orienter et me former sur l’aspect biochimie, et en 2020 j’intègre le projet de création de la plateforme PFP3. M’y est confiée la réalisation de projets de production et purification de protéines, de la préparation du protocole au compte-rendu d’expérimentation.
Adeline JORGE-ROBIN
Assistante Ingénieure CNRS
Bâtiment K/Bureau 213B
Tel. : (33) 4 38 78 53 02

Ingénieure de formation biologiste moléculaire et microbiologie, j’ai travaillé dans diverses unités pluridisciplin​aires depuis mon entrée au CNRS en février 2001. J’ai rejoint le LCBM en juillet 2021 pour participer au développement de la plateforme PFP3 de l’unité. Mon travail sur cette plateforme consiste à réaliser des projets de production et purification de protéines pour les équipes de recherche. Pour chaque projet qui me sont confiés, j’établis des protocoles détaillés et j’organise les moyens techniques nécessaires. Je réalise les expériences et je rédige des rapports détaillés de celles-ci.

Corinne PINEL
Ingénieure d'études CNRS
Bâtiment K/Bureau 213B
Tel. : (33) 4 38 78 53 02


Prestations de services
* Tests d’expression en système bactérien et/ou tests de solubilité :
souches d’expression (15 souches disponibles), milieux de culture (LB, M9, TB), températures d’induction (15 à 37 °C), conditions d’extraction (tampons, pH, agents réducteurs, détergents...)

* Production de protéines recombinantes en système bactérien (capacité 0,1 à 40 L de culture) : transformations de plasmide, cultures bactériennes en erlenmeyer ou bioréacteur, récolte des bactéries

* Extraction de protéines (de quelques millilitres à 1 L) :
lyse bactérienne chimique et/ou physique, ajout d’anti-protéases

* Purification de protéines (0,5 à 200 mg de protéine, pureté de 60 à 97 %) :
- traitements chimiques ou physiques à la demande (élimination des acides nucléiques, précipitation des protéines...) 
- chromatographies automatisées sur FPLC : affinité, échange d’ions, interactions hydrophobes, exclusion de taille, desalting
- dialyses, concentrations.
Ce service inclus un contrôle qualité de la protéine livrée (estimation de la pureté et de l’intégrité de la protéine par électrophorèse SDS-PAGE et dosage des protéines par spectrophotométrie UV-visible ou dosage Bradford).

* Contrôle qualité de protéines en solution (spectrophotométrie UV-visible, électrophorèse SDS-PAGE, dosage Bradford, dichroïsme circulaire, fluorimétrie, chromatographie d’exclusion couplée à la diffusion de lumière multi-angle SEC-MALS)

* Lyophilisation de protéines (100 µL à 200 mL)

* Conseil-expertise
ingénierie de protéines (construction de gènes synthétiques), proposition de développement de protocole, aide à l’analyse de résultats et préconisations.


Déroulement d’un projet
* Evaluation de la faisabilité (analyse de la demande et des besoins), proposition d'un devis
* Etablissement du cahier des charges
* Mise en place et adaptation des protocoles
* Mise en œuvre et analyse des résultats
* Rapport d’expertise avec préconisations


Equipements spécifiques
* Culture bactérienne : agrément OGM, 15 souches d’expression, différents milieux de culture, 2 PSM, 6 incubateurs (40 L) dont 3 réfrigérés, 1 Bioréacteur BioFLO120 (4 à 10 L), centrifugeuses (10 L/cycle)

* Lyse physique de bactéries : 2 sonicateurs, 1 french press, 1 microfluidiseur, 2 ultracentrifugeuses

* Purification automatisée des protéines : FPLC AKTA pure CYTIVA

* Contrôle qualité : électrophorèse SDS PAGE, spectrométrie : 4 spectrophotomètres UV-visible et 1 Nanodrop, 1 CD, 1 fluorimètre, 1 SEC-MALS

* Lyophilisation : 1 lyophilisateur


Mots clés
Production, purification de protéines recombinantes ou naturelles, E. coli, agrément OGM, conseil-expertise, contrôle qualité


Exemples de réalisations
ATOX1 : métallochaperonne à cuivre
NikA : impliquée dans l’absorption du nickel chez E. coli
IscU : transférase de Fe-S
IscS : cystéine désulfurase
SufBCD : complexe d’assemblage de centres Fe-S
l’ergothionase : impliquée dans le métabolisme de l’ergothionéine
FurC (PerR) : régulateur transcriptionnel
CooC-like,  transkéolase TKT1, E4PD, SNCA (alpha-synucléine)​.


Conditions d’accès
Pour qui : industriels et académiques
Délais d'intervention : 2 mois minimum
Que fournir : gène dans le vecteur d’expression
Validation du projet : les informations à disposition (séquences, biblio…) sont transmises lors d’un entretien préliminaire au cours duquel sont analysés les besoins et la faisabilité du projet.


Tarifs
Il n'y a pas de grille tarifaire, les devis sont établis en fonction des besoins. Les montants sont définis en fonction du temps et du matériel nécessaires à la réalisation de chaque projet.


Comment faire une requête
Premier contact par mail à Carole Mathevon.


PFP3 en images