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Master 2 Spécialité « Spectroscopie et Analyses dirigées vers le Vivant » UE de M2 semestre 1 • UE Commune : 3.1S Invited Conferences, English(3 ECTS) •
UE 3.2S: Méthodes Spectrales et séparatives
IDENTIFICATION CODE : UE 3.2 S ECTS : 4 32 h CM, 4 h TD, 4 h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
INTERVENANTS : P. Vasos F. Kateb O. Laprevote M.C. Menet
Français RESPONSABLES : F. Kateb, P. Vasos OBJECTIFS
Mise à niveau sur les méthodes de spectroscopie RMN, qui constitueront la base pour les UEs successives.
Prérequis : Concept et utilisation de la RMN, la spectrométrie de masse et des analyses couplées. PROGRAMME RMN : Mise à niveau, expériences 1D expliquées avec les équations de Bloch, matrices de Pauli, referentiel tournant, spins couplés, opérateurs. Corrélations homonucléaires et hétéronucléaires en deux dimensions (COSY, HSQC) expliquées. Bases de la spectrométrie de masse : Principes des principaux modes d’ionisation ; Principes des principaux analyseurs de Masse ; Énergie interne et fragmentation ; Principes de la Spectrométrie de Masse en tandem ; Eléments d’analyse des protéines par Spectrométrie de Masse ; Introduction aux analyses couplées : Généralités en chromatographie ; Phases de nouvelle génération ; Instrumentation en chromatographie multidimensionnelle Principes de l’électrophorèse capillaire ; Applications en chimie et biologie ; COMPETENCES ACQUISES :
Compréhension des outils théoriques de base utilisés pour l’interprétation des spectres. ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
Specialization Master 2 "Spectroscopy and Analysis directed to the Living" EU M2 semester 1 •
UE 3.2S: Spectral methods and separative
IDENTIFICATION CODE : UE 3.2 S ECTS : 4 32 h CM, 4 h TD, 4 h TP
TEACHING LANGUAGES
LECTURERS : P. Vasos F. Kateb O. Laprevote M.C. Menet
French TEACHERS IN CHARGE : F. Kateb, P. Vasos GOALS
Upgrading the methods of NMR spectroscopy, which form the basis for subsequent UEs. Prerequisites: Concept and use of NMR, mass spectrometry and coupled analyzes. PROGRAM NMR: Upgrade 1D experiments explained with the Bloch equations, Pauli matrices, turning repos coupled spins operators. Homonuclear and heteronuclear correlations in two dimensions (COSY, HSQC) explained. Basics of mass spectrometry: Principles of the main ionization modes; Principles of the main mass analyzers; Internal energy and fragmentation; Principles of Tandem Mass Spectrometry; Elements of analysis of proteins by mass spectrometry; Introduction to coupled analyzes: General chromatography; New generation phases; Multidimensional chromatography instrumentation principles of capillary electrophoresis; In chemistry and biology applications; ACQUIRED SKILLS: Understanding of basic theoretical tools for the interpretation of the spectra. EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.3S: Production de protéines recombinantes et synthèse peptidique IDENTIFICATION INTERVENANTS : CODE : UE 3.3 S ECTS : 4 24 h CM, 8 h TD
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
M.A. Sari X. Coumoul F. Clerc
Français RESPONSABLES : M.A. Sari OBJECTIFS
Maîtrise des méthodes de production de protéines recombinantes et de synthèse peptidique.
Prérequis : Biochimie PROGRAMME Rappels ; Expression, purification et caractérisation des protéines sauvages et mutées ; Marquage sélectif ; Introduction de tags paramagnétiques. Chimie macromoléculaire : synthèse peptidique, synthèse d’oligonucléotides, ligation chemoselective, synthèse sur support solide. COMPETENCES ACQUISES :
Compréhension des outils théoriques et techniques utilisés pour la synthèse de peptides et de protéines ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
• UE 3.3S: Production of recombinant proteins and peptide synthesis IDENTIFICATION LECTURERS : CODE : UE 3.3 S ECTS : 4 24 h CM, 8 h TD
TEACHING LANGUAGES
M.A. Sari X. Coumoul F. Clerc
French TEACHER IN CHARGE : M.A. Sari GOALS
Control methods for producing recombinant proteins and peptide synthesis. Prerequisites: Biochemistry PROGRAM Recalls; Expression, purification and characterization of wild and mutated proteins; Selective labeling; Introduction of paramagnetic tags. Macromolecular Chemistry: peptide synthesis, oligonucleotide synthesis, chemoselective ligation, synthesis on a solid support. ACQUIRED SKILLS: Understanding of the theoretical and technical tools used for the synthesis of peptides and proteins EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
• UE 3.4S: Techniques et bases de biologie cellulaire et moléculaire IDENTIFICATION CODE : UE 3.4 S INTERVENANTS : ECTS : 4 20 h CM, 8 h TD, 20 h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
A. Dobbertin S. Soues
Français RESPONSABLES : A. Dobbertin OBJECTIFS
Mise à niveau sur les connaissances de bases en biologie cellulaire et les techniques utilisées en biologie cellulaire et moléculaire
Prérequis : Notions élémentaires sur l’organisation cellulaire et de biochimie PROGRAMME Biologie cellulaire (rappels sur l'organisation et le fonctionnement cellulaires, cytosquelette et trafic cellulaire, division et mort cellulaires, interactions et communications cellulaires) ; Les différents tissus et fluides biologiques ; Notions de physiologie (homéostasie du milieu intérieur, principales fonctions, glandes endocrines, organisation du système nerveux). Techniques de base en biologie : microscopie photonique et électronique, sondes fluorescentes, radiomarquages, cultures cellulaires et transfection, fractionnement subcellulaire, immunoanalyses, cytométrie de flux, techniques de séparation des protéines, technologies des acides nucléiques (extraction, PCR, séquençage, clonage). COMPETENCES ACQUISES :
Acquisition du langage et des connaissances de bases en biologie cellulaire et des techniques courantes pour l’analyse et l’interprétation de données expérimentales en biologie cellulaire et moléculaire. ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
• UE 3.4S: Cell and molecular biology techniques and bases IDENTIFICATION CODE : UE 3.4 S LECTURERS : ECTS : 4 20 h CM, 8 h TD, 20 h TP
TEACHING LANGUAGES
A. Dobbertin S. Soues
Français TEACHER IN CHARGE : A. Dobbertin GOALS
Upgrading on cell biology knowledge bases and the techniques used in cellular and molecular biology Prerequisites: Basics cellular organization and Biochemistry PROGRAM Cell biology (cell reminders about the organization and operation, cytoskeleton and cellular traffic division and cell death, cell interactions and communication); The various tissues and biological fluids; Physiology concepts (homeostasis of the internal environment, main functions, endocrine glands, organization of the nervous system). Basic biology techniques: light and electron microscopy, fluorescent probes, radiolabel, cell culture and transfection, subcellular fractionation, immunoassays, flow cytometry, protein separation techniques, nucleic acid technology (extraction, PCR, sequencing, cloning). ACQUIRED SKILLS: Language acquisition and cell biology knowledge bases and common techniques for the analysis and interpretation of experimental data in cell and molecular biology. EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.5S: Petites molécules et milieux complexes
IDENTIFICATION CODE : UE 3.5 S ECTS : 6 46 h CM, 4 h TD
LANGUES D'ENSEIGNEMENT Français RESPONSABLES : O.Laprevote
INTERVENANTS : O. Laprevote P. Vasos Ph. Savarin F. Kateb P. Arpino M. Piotto OBJECTIFS
Familiarisation de l’étudiant avec l’application de la spectroscopie et la spectrométrie de masse à l’étude des petites molécules en milieux complexes et du métabolisme.
Prérequis : tronc commun PROGRAMME Méthodes utilisées pour les petites molécules en milieux complexes : cyclage de phase, suppresion du signal du solvant, INADEQUATE, DEPT, régimes d’échange, interactions ; Introduction à la RMN en bio-Fluides et tissus. Médecine personnalisée ; Principe de la sonde HRMAS-RMN Traitement des spectres RMN ; Analyse statistique (ACP, OPLS) Applications aux données RMN ; Effet d’un médicament sur le métabolisme cellulaire, détermination de la signature métabolique sérique de patients atteints de cancer du foie, détermination de la signature métabolique dans le cas de la sarcoïdose pulmonaire ; Spectrométrie de masse : principes de l’identification structurale de « petites molécules par spectrométrie de masse » Méthodes couplées chromatographie/spectrométrie de masse Principes de l’analyse statistique des données de métabolomiques Fluxomique vMétabolomique et Biologie intégrative Métabolisme des xénobiotiques Analyse du xénométabolome Lipidomique Métabolomique localisée : imagerie par spectrométrie de masse Exemples d’application de l’analyse métabolomique par spectrométrie de masse COMPETENCES ACQUISES :
Abilité à proposer des outils de spectroscopie RMN et spectrométrie de masse pour l’analyse métabolique et des milieux complexes. ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.5S: Small molecules and complex environments
IDENTIFICATION CODE : UE 3.5 S ECTS : 6 46 h CM, 4 h TD
TEACHING LANGUAGES French TEACHER IN CHARGE : O.Laprevote
LECTURERS : O. Laprevote P. Vasos Ph. Savarin F. Kateb P. Arpino M. Piotto GOALS
Familiarization of the student with the application of spectroscopy and mass spectrometry to the study of small molecules in complex environments and metabolism. Prerequisite: Core PROGRAM Methods for small molecules in complex media: phase cycling, suppresion of solvent signal, INADEQUATE, DEPT, trading schemes, interactions; Introduction to NMR in bio-fluids and tissues. Personalized medicine; Principle of HRMAS NMR probe Processing NMR spectra; Statistical analysis (PCA LSPO) Applications to NMR data; Effect of a drug on cellular metabolism, determination of serum metabolic signature patients with liver cancer, determination of the metabolic signature in the case of pulmonary sarcoidosis; Mass spectrometry: principles of structural identification of "small molecule mass spectrometry" Methods coupled chromatography / mass spectrometry Principles of statistical analysis of metabolomics data Fluxomics vMétabolomique Integrative Biology and Metabolism of xenobiotics xénométabolome Analysis Lipidomic Localized Metabolomics: imaging mass spectrometry Examples of application of metabolomics analysis by mass spectrometry ACQUIRED SKILLS: Ability to offer tools NMR spectroscopy and mass spectrometry for metabolic analysis and complex environments. EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.6S: Analyses biologiques
IDENTIFICATION CODE : UE 3.6 S ECTS : 6 28 h CM, 10 h TD, 10 h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT Français
INTERVENANTS : M.C. Menet P. Houzé A. Dugay D. Fompeydie N. Auzeil C. Tomkiewicz-Raulet
RESPONSABLES : M.C. Menet OBJECTIFS
Maîtrise des méthodes séparatives appliquées et d’analyse de substances en chimie et biologie
Prérequis : tronc commun PROGRAMME Méthodes séparatives appliquées. Principes d’analyse chimique, biochimique et biologique et leurs applications en pathologie ; Principes de séparation chromatographiques des molécules d’intérêt biologique ; Applications analytiques et préparatoires (chromatographie en phase liquide : partage, échange d’ions, exclusion stérique, affinité et chromatographie en phase gazeuse) ; Séparation chromatographique des énantiomères ; Technique d’extraction de l’échantillon biologique en ligne ou en différé et instrumentation ; Détection en chromatographie (autres que la spectrométrie de masse). Analyses biologiques. Analyses des substances endogènes (électrolytes, glucides, lipides, protéines, enzymes, hémoglobine, médiateurs biochimiques) par électrochimie, ampérométrie, coulométrie, potentiométrie, conductimétrie, colorimétrie, optodes, spectrométries d’émission et d’absorption atomiques ; Biocapteurs, dosages enzymatiques et immunologiques ; Applications de la PCR, QPCR, Séquençage. L’étudiant, à travers des exemples précis, pourra développer sa connaissance des méthodes d’analyse utilisées en chimie, biochimie et biologie. COMPETENCES ACQUISES :
A travers des exemples précis, l’étudiant développera sa connaissance des méthodes d’analyse utilisées en chimie, biochimie et biologie. ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.6S: Biological analyzes LECTURERS : M.C. Menet P. Houzé A. Dugay D. Fompeydie N. Auzeil C. Tomkiewicz-Raulet
IDENTIFICATION CODE : UE 3.6 S ECTS : 6 28 h CM, 10 h TD, 10 h TP
TEACHING LANGUAGES French TEACHING IN CHARGE : M.C. Menet
GOALS
Control and separation methods applied chemistry and biology substances analysis Prerequisite: Core PROGRAM Applied separation methods. Principles of chemical analysis, biochemical and biological and pathology applications; Chromatographic separation principles molecules of biological interest; Analytical and preparatory Applications (liquid chromatography: sharing, ion exchange, size exclusion, affinity and gas chromatography); Chromatographic separation of the enantiomers; Extraction technique of the biological sample online or offline and instrumentation; Detection chromatography (other than mass spectrometry). Biological analyzes. Analysis of endogenous substances (electrolytes, carbohydrates, fats, proteins, enzymes, hemoglobin, biochemical mediators) by electrochemistry, amperometry, coulometry, potentiometry, conductivity, colorimetry, optode, emission spectrometry and atomic absorption; Biosensors and enzyme immunoassays; Applications of PCR, QPCR, sequencing. The student, through specific examples, can develop his knowledge of analytical methods used in chemistry, biochemistry and biology. ACQUIRED SKILLS: Through specific examples, the student will develop his knowledge of analytical methods used in chemistry, biochemistry and biology. EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.7 S: Hygiène, sécurité, assurance qualité INTERVENANTS :
IDENTIFICATION CODE : UE 3.7 S ECTS : 3 14 h CM, 10 h TD
LANGUES D'ENSEIGNEMENT Français RESPONSABLES : P. Zaborski
P. Zaborski Y. Coutard P. Arpino J.F. Doussin
OBJECTIFS
Connaissance des normes et des procédés de sécurité.
Prérequis : PROGRAMME Normes usuelles de sécurité, industrie chimique, radioprotection, animaleries ; Contrôle-qualité ; Polluants. COMPETENCES ACQUISES :
Normes et procédés de sécurité.
ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.7 S: Health, safety, quality assurance
IDENTIFICATION CODE : UE 3.7 S ECTS : 3 14 h CM, 10 h TD
T6EACHING LANGUAGES French TEACHER IN CHARGE : P. Zaborski
LECTURERS : P. Zaborski Y. Coutard P. Arpino J.F. Doussin
GOALS
Knowledge of safety standards and procedures. Prerequisites : PROGRAM Standards of safety, chemicals, radiation protection, animal facilities; Quality control; Pollutants. ACQUIRED SKILLS: Security standards and procedures. EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.8S: Cristallographie
IDENTIFICATION CODE : UE 3.8 S INTERVENANTS :
ECTS : 6 50 h CM, 6 h TD, 4h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
A. Tomas N. Leulliot
Français RESPONSABLES : N. Leulliot OBJECTIFS Les bases de la cristallographie adaptée à l'étude des molécules d'intérêt thérapeutique
Prérequis : tronc commun PROGRAMME Méthodes de cristallisation. Morphologie des cristaux. Symétrie : Opérations de symétrie. Symétrie d’orientation. Symétrie de position. Symétrie de translation. Systèmes cristallins. Réseau de Bravais. Groupes ponctuels. Groupes d’espace. Diffraction des RX par les cristaux : diffusion cohérente par un électron, par un atome, par un cristal. Facteur de diffusion atomique. Facteur de structure. Facteur de température. Réseau réciproque. Equation de Laüe. Construction d’Ewald. Loi de Bragg. Transformée de Fourier. Produit de convolution. Fonction de Patterson. Sources de RX. Enregistrement et traitement des données. Méthodes de résolution structurale : méthodes directes et Patterson. Utilisation des logiciels de résolution structurale. Affinements. Résolution. T. P. avec exemples de résolution de structures. Classification des mâcles. Désordre et diffusion diffuse. Désordre de substitution et désordre de déplacement. Méthodes de diffraction sur poudres. Polymorphisme cristallin. Prédiction de structures cristallines. COMPETENCES ACQUISES :
Comprehension de l’application des méthodes de cristallographie à Rayons X ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.8S: Crystallography
IDENTIFICATION CODE : UE 3.8 S ECTS : 6 50 h CM, 6 h TD, 4h TP
LESTURERS :
B. Tomas N. Leulliot
TEACHING LANGUAGES French TEACHER IN CHARGE : N. Leulliot GOALS
The basics of crystallography suited to the study of therapeutic molecules Prerequisite: Core PROGRAM Crystallization methods. Crystal morphology. Symmetry: Symmetry operations. Symmetry orientation. Symmetry position. Translational symmetry. Crystalline systems. Bravais lattice. Point groups. Space groups. X-ray diffraction from crystals: coherent scattering by an electron by an atom, a crystal. Atomic form factor. Factor structure. Temperature factor. Reciprocal lattice. Laue equation. Ewald construction. Bragg's law. Fourier transform. Convolution product. Patterson function. RX sources. Recording and processing of data. Structural solution methods: direct methods and Patterson. Using structural solvers. Refinements. Resolution. T. P. with examples of solving structures. Classification of twins. Disorder and diffuse scattering. Disorder substitution and displacement disorder. Powder diffraction methods. Crystal polymorphism. Prediction of crystal structures. ACQUIRED SKILLS: Understanding of the application of the methods of X-ray crystallography EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.9S: Frontiers in resonance methods
IDENTIFICATION CODE : UE 3.9 S ECTS : 6 40 h CM, 6 h TD, 8 h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT Français RESPONSABLES : F.Kateb, P. Vasos
INTERVENANTS : P. Vasos F. Kateb Y. Frapart D. Abergel L. Duma C. Cuenod F. Herman
OBJECTIFS
The objective is to familiarize the students first with the NMR methods used for assessing protein structure-function relationship and interactions. Basic elements of interaction assessment by solid-state NMR and EPR will also be taught.
Pré requis : tronc commun PROGRAMME Couplages J et couplages dipolaires résiduels, élargissements pour la structure et interactions. Interactions intramoléculaires, dépliement des protéines. Labelling, multi-dimensional spectroscopy (HNCACO, TOCSY_HSQC, HNCA, HNHA, Carbon-based sequences) DOSY, exchange, protein-based resonance for protein-ligand interactions . Chemical shift perturbations (CSPs) , hydrogen exchange, paramagnetic relaxation enhancement (PRE) for analyte and solvent. Dynamic nuclear polarisation and frontiers in instrumentation. Notion de réseau, d'échange d'énergie des spins vers le réseau; expliquer comment de l'énergie est transférée au réseau. Hypothèse thermodynamique (retour vers un équilibre de Boltzmann). Processus stochastiques : définition, bruit blanc, processus markoviens, fonctions de corrélation. Introduction de la relaxation à partir de l'équation de Liouville. Approche type RedfieldAbragam (perturbative). Application aux protéines : à quelles informations dynamiques peut-on accéder par des mesures de relaxation Relaxation dans un champ de radiofréquence Relaxation et IRM RPE pulsée et double résonance (DEER) RMN à l’état solide COMPETENCES ACQUISES :
Proposer des expériences de résonance magnétique pour l’étude des intéractions ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.9S: Frontiers in resonance methods
IDENTIFICATION CODE : UE 3.9 S ECTS : 6 40 h CM, 6 h TD, 8 h TP
TEACHING LANGUAGES French TEACHERS IN CHARGE : F.Kateb, P. Vasos
LECTURERS : P. Vasos F. Kateb Y. Frapart D. Abergel L. Duma C. Cuenod F. Herman
GOALS
The objective is to familiarize the students first with the NMR methods used for assessing protein structure-function relationship and interactions. Basic elements of interaction assessment by solid-state NMR and EPR will also be taught.
Prerequisite: Core PROGRAM J couplings and residual dipolar couplings, enlargements to the structure and interactions. Intramolecular interactions, protein unfolding. Labelling, multi-dimensional spectroscopy (HNCACO, TOCSY_HSQC, HNCA, HNHA, Carbon-based sequences) DOSY, exchange, protein-based resonance for protein-ligand interactions . Chemical shift perturbations (CSPs) , hydrogen exchange, paramagnetic relaxation enhancement (PRE) for analyte and solvent. Dynamic nuclear polarisation and frontiers in instrumentation.
Network concept, energy exchange of spins to the network; explain how the energy is transferred to the network. Thermodynamic hypothesis (return to an equilibrium Boltzmann). Stochastic processes: definition, white noise, Markov processes, correlation functions. Introduction of the relaxation from the Liouville equation. Standard approach Redfield Abragam (perturbation). Application to proteins to which dynamic information can be accessed through relaxation measurements Relaxation in a radio frequency field Relaxation and MRI Pulsed EPR and double resonance (DEER) NMR in the solid state ACQUIRED SKILLS: Propose magnetic resonance experiments for the study of interactions EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
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UE 3.10 S: Protein mass spectrometry and modelling
IDENTIFICATION CODE : UE 3.10 S ECTS : 3 18 h CM, 6 h TD, 6h TP
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
INTERVENANTS : O.Laprevote N. Evrard N. Pietrancosta P. Vasos
Français RESPONSABLES : O.Laprevote, N. Evrard OBJECTIFS
Spectrométrie de masse pour l’analyse des protéines et modélisation
Prérequis : tronc commun PROGRAMME Entire protein analysis and non covalent complexes: methods and applications Protein sequencing by mass spectrometry and post-translational modifications Proteomics: methods and applications Computational modelling and validation COMPETENCES ACQUISES :
Les étudiants se familiarisent avec la spectrométrie de masse pour l’analyse des protéines et la modélisation ÉVALUATION : - Modalités de contrôle des connaissances et d’évaluation des compétences : examen terminal écrit (durée 2 heures)
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UE 3.10 S: Protein mass spectrometry and modelling
IDENTIFICATION CODE : UE 3.10 S ECTS : 3 18 h CM, 6 h TD, 6h TP
TEACHING LANGUAGES
LECTURERS : O.Laprevote N. Evrard N. Pietrancosta P. Vasos
French TEACHERS IN CHARGE : O.Laprevote, N. Evrard GOALS
Mass spectrometry for protein analysis and modeling Prerequisite: Core PROGRAM Entire protein analysis and non covalent complexes: methods and applications Protein sequencing by mass spectrometry and post-translational modifications Proteomics: methods and applications Computational modelling and validation
ACQUIRED SKILLS: Students become familiar with mass spectrometry for protein analysis and modeling EVALUATION: - Knowledge Test Details and evaluation skills: written final exam (2 hours)
