D Veloppement Des M Thodes Bio Analytique Pour L Analyse Quantitative Et Qualitative Des Peptides Et Prot Ines Marqu S Par Le Couplage De La Chromatographie Et La Spectrom Trie De Masse
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Développement Des Méthodes Bio Analytique Pour L'analyse Quantitative Et Qualitative Des Peptides Et Protéines Marqués Par Le Couplage de la Chromatographie Et la Spectrométrie de Masse
This PhD thesis was a Cotutelle between the Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA) in Pau, France and the Christian-Albrechts University (CAU) in Kiel, Germany. In the course of this international collaboration, bio-analytical methods for the quantitative and qualitative analysis of labelled peptides and proteins were developed, which were based on the hyphenation of chromatography with mass spectrometry. Peptides and protein digests were lanthanide labelled using DOTA-based compounds according to an optimised protocol. Separation on the peptide level was performed using IP-RP-nanoHPLC. Complementary data sets were acquired using MALDI-MS for identification and ICP-MS for quantification. In this context, an online precleaning step was developed and implemented in the nanoHPLC separation routine, which allowed for effective removal of excess reagents. This lead to lowered metal backgrounds during ICP-MS measurements and thus better data interpretability, while guarding peptide recovery at a maximum level. An alternative offline purification using solid phase extraction (SPE) resulted in important peptide losses and can be considered unsuitable for quantitative analysis. Additives to the nanoHPLC eluents, such as HFBA and EDTA were tested and not deemed beneficial for the analysis of normal peptide samples. HFBA can be reconsidered for special application on very hydrophilic peptide species. A set of labelled peptides was developed, which due to application of known quantities could be employed for quick and simple quantification of a low complexity digest sample. In addition this peptide set allowed for the reliable superposition of chromatograms, enabling sample comparability especially for complementary ICP-MS and MALDI-MS data. Experiments for application of fsLA-ICP-MS on MALDI-MS target plates were conducted and showed very promising results. For this purpose, samples that were already identified using MALDI-MS were supposed to be remeasured using fsLA-ICP-MS. First quantification attempts on the modified steel target plate were successful and in the range of expectance. Adjusted parameters for MALDI-MS allowed for proper peptide identifications.
Analyse par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse d'acides aminés et de petits peptides non dérivés dans des matrices agroalimentaires
L'analyse qualitative et quantitative des acides aminés et des petits peptides dans les matrices complexes représente un enjeu indéniable dans de nombreux domaines d'application (agroalimentaire, pharmaceutique, exobiologie, ...). Les méthodes d'analyse que nous proposons dans ce mémoire font appel à la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse sans étape de dérivation. La premiere partie du mémoire est consacrée à l'identification et au dosage de petits peptides dans des vins de Champagne. La méthodologie d'analyse est basée sur le couplage de la chromatographie de paire d'ions en milieu acide à la spectrométrie de masse à source electrospray en mode d'ionisation positif. Elle a été optimisée puis validée selon les critères classiques de validation. La seconde partie du mémoire a trait au développement de deux nouvelles méthodes séparatives complémentaires, compatibles avec un mode d'ionisation négatif. La première fait appel à la chromatographie de paire d'ions en milieu alcalin avec des agents d'appariement d'ions volatils (n-alkylammonium) sur silice greffée octadécyle et sur carbone graphitique poreux. La seconde utilise la chromatographie d'interactions hydrophiles sur une phase stationnaire polymérique de type amino. Une validation de ces méthodes a été développée. Enfin, une étude comparative des performances de deux sources d'ionisation de type electrospray associées à des interfaces différentes a été réalisée dans le cadre de l'analyse des acides aminés non dérivés.
DEVELOPPEMENT DU COUPLAGE DE LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE AVEC LA SPECTROMETRIE DE MASSE PAR L'INTERFACE FAB A FLUX CONTINU. CARACTERISATION DES PROTEINES H, T ET L DU COMPLEXE DE LA GLYCINE DECARBOXYLASE DES FEUILLES DE POIS
AU COURS DE CE TRAVAIL NOUS AVONS UTILISE DIFFERENTES TECHNIQUES DE SPECTROMETRIE DE MASSE DESTINEES A RESOUDRE DES PROBLEMES ANALYTIQUES DANS LE DOMAINE DE LA STRUCTURE DES PROTEINES. DANS LE BUT DE GAGNER DU TEMPS ET DE LA SENSIBILITE DANS LES ANALYSES, NOUS AVONS DEVELOPPE LE COUPLAGE DE LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE (HPLC) AVEC LA SPECTROMETRIE DE MASSE (MS) EN MODE FAB FAST ATOM BOMBARDMENT PAR L'INTERFACE FAB A FLUX CONTINU (CF/FAB). CE COUPLAGE A ETE REALISE AVEC DES COLONNES CAPILLAIRES DE DIAMETRE INTERNE 0,25 MM. IL S'EST AVERE ETRE BIEN ADAPTE A L'ETUDE DE MELANGES COMPLEXES DE PEPTIDES DE MASSES INFERIEURES A 5000 DA AVEC UNE SENSIBILITE DE L'ORDRE DE 20 A 200 PMOL POUR UN PEPTIDE DE MASSE 1000 DA. CETTE SENSIBILITE DECROIT AU FUR ET A MESURE QUE NOUS ELEVONS DANS LE DOMAINE DE MASSE. PAR LA SUITE, LES TECHNIQUES DE COUPLAGE DE L'HPLC AVEC LA SPECTROMETRIE DE MASSE, PAR L'INTERFACE CF/FAB MAIS AUSSI PAR L'INTERFACE ELECTROSPRAY (ESI), ONT ETE UTILISEES POUR L'ETUDE DE LA STRUCTURE PRIMAIRE ET DES MODIFICATIONS POST-TRADUCTIONNELLES DES PROTEINES H, T ET L DU COMPLEXE DE LA GLYCINE DECARBOXYLASE DES MITOCHONDRIES DES FEUILLES DE POIS. AINSI, LES ANALYSES DES FRAGMENTS ISSUS DE COUPURES CHIMIQUES OU ENZYMATIQUES DES PROTEINES H (14,1 KDA) ET T (40,9 KDA) ONT PERMIS DE VERIFIER LES SEQUENCES DE CES DEUX PROTEINES ETABLIES A PARTIR DE LEURS ADNC. NOUS AVONS AUSSI LOCALISER LA POSITION EXACTE DU COFACTEUR LIPOATE DE LA PROTEINE H. LA MESURE DE LA MASSE DE LA PROTEINE L (49,7 KDA) CONFIRME LA SEQUENCE DE LA PROTEINE. DE PLUS, ELLE MONTRE QU'IL N'Y A DE LIAISON COVALENTE NI ENTRE LES DEUX SOUS UNITES DE LA PROTEINE, NI ENTRE LA PROTEINE ET SON COFACTEUR, ET QUE LA PROTEINE L CONTIENT UNE MODIFICATION POST-TRADUCTIONNELLE DE 32 DA ENVIRON