Le CIQTEK EPR200M permet la recherche sur la protéine tau membranaire évaluée par les pairs à l'Université de Bordeaux, en France.

Principaux résultats et valeur en bref

Comprendre comment les protéines intrinsèquement désordonnées interagissent avec les membranes biologiques constitue un défi de longue date en biophysique. Dans une étude récente publiée dans Chimie biophysique (2026, 329:107550), Dr Yann Fichou et son équipe au Université de Bordeaux, France , a développé un système robuste spectroscopie EPR quantitative méthode de mesure directe interactions protéine Tau–lipides Leur approche ne repose pas sur des sondes indirectes ni sur des signaux de fluorescence relatifs, ce qui permet une quantification précise et absolue des populations de protéines libres et liées à la membrane.

En utilisant le Spectromètre RPE de paillasse en bande X CIQTEK EPR200M , l'équipe a résolu quantitativement le comportement de liaison de Protéine Tau à des membranes lipidiques chargées négativement, ont extrait les concentrations absolues des populations de protéines libres et liées, et déterminé l'affinité de liaison avec un minimum d'interventions expérimentales. Ce travail révèle non seulement des informations mécanistiques clés sur les interactions Tau-membrane, mais démontre également la puissance de CW EPR pour l'analyse quantitative dans les systèmes biologiques complexes.

Contexte : Pourquoi la quantification des interactions protéine-lipide est-elle si difficile ?

Les interactions protéine-lipide jouent un rôle central dans la signalisation cellulaire, l'organisation membranaire et l'agrégation des protéines pathologiques. Dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, l'interaction entre la protéine Tau et les membranes cellulaires est considérée comme un événement précoce crucial déclenchant l'agrégation pathologique.

Malgré son importance, la caractérisation quantitative de ces interactions demeure complexe. Les membranes biologiques sont hétérogènes, dynamiques et très sensibles aux conditions expérimentales. Les interactions elles-mêmes sont souvent faibles, transitoires et impliquent de multiples états conformationnels. Les méthodes conventionnelles, telles que les dosages par fluorescence ou colorimétrie, fournissent généralement des signaux relatifs et nécessitent des courbes d'étalonnage qui introduisent une incertitude supplémentaire.

spectroscopie RPE propose une approche fondamentalement différente. En sondant directement la dynamique des molécules marquées par spin, EPR quantitative offre une fenêtre sensible et précise sur le mouvement moléculaire, la liaison et la restriction conformationnelle, permettant une détermination précise des interactions protéine-lipide.

Des formes de raies spectrales à la dynamique de liaison moléculaire

La protéine Tau est intrinsèquement désordonnée, et son interaction avec les membranes lipidiques implique des changements subtils de mobilité moléculaire plutôt que de grands réarrangements structuraux. CW EPR particulièrement bien adapté au problème.

La protéine Tau a été marquée de manière spécifique par marquage de spin dirigé (SDSL). Les spectres RPE en onde continue ont été acquis sur le CIQTEK EPR200M à température ambiante et à 150 K tout en augmentant la concentration de vésicules multilamellaires POPS (MLV).

La protéine Tau libre présente un spectre étroit et symétrique à trois raies, correspondant à un mouvement isotrope rapide (τc ≈ 0,383 ns), caractéristique des protéines intrinsèquement désordonnées. L'augmentation de la concentration en POPS s'accompagne d'un élargissement spectral et d'un allongement des temps de corrélation rotationnelle (jusqu'à 2,25 ns), indiquant une restriction progressive du mouvement de la protéine Tau lors de sa liaison à la membrane.

Figure 1. (A) Spectres CW-EPR à température ambiante de Tau marqué par spin pendant le titrage avec des concentrations croissantes de POPS MLV, montrant des changements progressifs de forme de ligne.
(B) Spectres EPR à l'état gelé (150 K) et simulations de Tau marqué par spin en l'absence (bleu) et en présence (rouge) de MLV POPS 25 mM.
(C) Spectre RPE à température ambiante des monomères Tau dans un environnement libre.
(D) Spectre RPE à température ambiante des monomères de Tau en milieu confiné. La concentration de Tau était de 50 μM. Le milieu libre correspond à Tau en solution tampon, tandis que le milieu confiné correspond à Tau en solution contenant des MLV.

Quantification absolue par déconvolution spectrale à deux composantes

L'une des avancées majeures de ce travail réside dans l'utilisation de l'intensité du signal RPE pour une quantification absolue. L'intensité du signal est directement proportionnelle au nombre d'électrons non appariés, ce qui permet une détermination précise des concentrations de protéines libres et liées sans étalons de calibration.

En utilisant la stabilité de base élevée et le rapport signal/bruit de la CIQTEK EPR200M Les spectres expérimentaux ont été décomposés linéairement en composantes libres et liées à la membrane. Cette déconvolution à deux composantes permet le calcul des concentrations protéiques absolues, fournissant ainsi une base solide pour la construction de modèles de liaison de type Hill et la détermination des constantes de dissociation apparentes (K_D).

Figure 2. (A) Spectres EPR expérimentaux de Tau marqué par spin à différentes concentrations de POPS (noir) et simulations d'ajustement optimal correspondantes (bleu à rouge).
(B) Exemple de décomposition spectrale en composantes libres (bleues) et liées (orange).

Stratégie minimaliste pour une détermination rapide et précise des affinités

L'analyse de propagation des erreurs a permis d'identifier les conditions optimales pour une détermination précise de K_D : lorsque la moitié environ de la population de Tau est liée (θ ≈ 0,4–0,6), l'incertitude expérimentale est minimisée. Une seule mesure RPE utilisant EPR200M Cela suffit pour obtenir des constantes de dissociation apparentes correspondant aux résultats du titrage complet, réduisant ainsi le temps expérimental et la consommation d'échantillons précieux.

Des performances fiables, plébiscitées par les utilisateurs internationaux.

Le CIQTEK EPR200M Ce dispositif présente des performances stables en micro-ondes, une détection sensible et un fonctionnement fiable à température ambiante. Ces caractéristiques permettent une acquisition de données reproductible pour des échantillons biologiques complexes, depuis la dynamique à température ambiante jusqu'à l'analyse hyperfine à basse température.

Le succès de l'application à l'Université de Bordeaux confirme que les instruments CIQTEK apportent un soutien solide à la recherche de pointe en sciences de la vie en Europe et dans le monde.

Solutions EPR CIQTEK pour la recherche quantitative

CIQTEK propose une gamme complète de Instruments EPR :

• Systèmes CW et pulsés en bande X : de table ou sur pied, compatible avec des modules à température variable, lumière, électrochimie et in situ.

• Systèmes en bande Q et W à champ élevé : des champs magnétiques plus élevés et une résolution spectrale supérieure pour les matériaux, les états quantiques et les études biophysiques avancées.

Avec des performances éprouvées, Instruments EPR CIQTEK sont installés à travers Europe, Amérique du Nord et Asie , soutenant des centaines de laboratoires de recherche et de partenaires industriels dans le monde entier.