Note publique d'information : Les peptides lasso sont des peptides synthétisés par des bactéries selon la voie ribosomale
et qui subissent des modifications post-traductionnelles, leur conférant une topologie
mécaniquement verrouillée incluant une structure entrelacée, qui est indispensable
à leur activité biologique. Ces travaux de thèse sont consacrés à la caractérisation
structurale des peptides lasso et à la différenciation de leurs topoisomères cycliques
branchés par couplage entre la spectrométrie de mobilité ionique et la spectrométrie
de masse (IM-MS) ainsi que par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). Une première
approche par IM-MS a conduit au développement d’une méthode basée sur l’utilisation
d’un agent superchargeant, qui a permis de mettre en évidence un état de charge supplémentaire
des espèces multiprotonées, pour lequel les topologies lasso et cycliques branchées
sont clairement différenciées et séparées en mélange. Cette stratégie a également
été appliquée à d’autres types de structures contraintes (macrocycles et ponts disulfure)
et non-contraintes (linéaires) dans le but d’évaluer la méthode développée. Une seconde
approche par spectroscopie d’action IRMPD a permis de caractériser les changements
dans le réseau de liaison hydrogène, associés au dépliement de la conformation en
phase gazeuse, en fonction de l’état de charge des espèces multiprotonées. Les données
IRMPD ont ainsi pu être corrélées avec les données IM-MS. L’IM-MS a fourni un aperçu
global de la conformation à travers une mesure de la section efficace de collision
(CCS), tandis que la spectroscopie IRMPD a permis de sonder les interactions intramoléculaires,
à travers les liaisons hydrogène. La caractérisation structurale des peptides lasso
et de leurs topoisomères cycliques branchés a également été réalisée par MS/MS à partir
des espèces triplement protonées. Ces expériences nous ont permis d’établir des règles
de fragmentation mettant en évidence la topologie lasso par dissociation induite par
collision (CID) et par dissociation par transfert d’électron (ETD).
Note publique d'information : Lasso peptides are ribosomally synthesized and post-translationnally modified peptides
produced by bacteria, sharing a mechanically interlocked topology that is essential
for their biological activity. This PhD work focused on the structural characterization
of lasso peptides and differentiation between their branched-cyclic topoisomers using
ion mobility – mass spectrometry (IM-MS) and tandem mass spectrometry (MS/MS). IM-MS
studies led to the development of a method based on the use of a supercharging reagent,
highlighting an additional charge state of multiply protonated species, for which
the lasso and branched-cyclic topologies were clearly differentiated and separated
in mixture. To assess the developed method, this strategy was also applied to other
types of constrained (macrocyclic, disulfide bonds) and unconstrained (linear) structures.
IRMPD spectroscopy studies allowed to characterize the changes in the hydrogen bond
network, associated with the unfolding of the gas phase conformation, as a function
of the charge state of multiply protonated species. The spectroscopic data could thus
be correlated with the ion mobility data. IM-MS provides an overview of the conformation
through a collision cross section measure (CCS), while IRMPD spectroscopy allows to
probe intramolecular interactions through the hydrogen bonds. The structural characterization
of lasso and branched-cyclic peptides was also carried out using MS/MS of triply protonated
species. These experiments enabled us to establish general rules of fragmentation
evidencing lasso topologies in collision induced dissociation (CID) and electron transfer
dissociation (ETD).
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