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BioXAS Program
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La spectroscopie d’absorption X appliquée aux biomolécules (BioXAS) est développée à SOLEIL dans le cadre d'un programme scientifique. Le BioXAS est une méthode de biologie structurale, nécessitant l’usage du rayonnement synchrotron, qui donne des informations locales précises sur la structure d’une biomolécule et qui est applicable à des échantillons sous forme physique quelconque (solution, poudre, cristal). Parmi les systèmes biologiques qui peuvent être étudiés par cette méthode, on peut citer les métalloprotéines (qui constituent une large fraction de toutes les protéines, y compris les protéines de membrane difficiles à étudier par cristallographie), avec l’étude détaillée des sites métalliques (état électronique, structure du voisinage).

Les études BioXAS nécessitent des équipements spécifiques1 qui seront développés dans le cadre ce programme.
Le programme BioXAS ne sera pas mis en œuvre sur une ligne particulière, mais à temps partiel, sur trois lignes:  

  • PROXIMA I
    Couplage cristallographie/BioXAS sur monocristal ou goutte de solution congelée, gamme 5-15 keV.
    Cette ligne sera optimisée pour les études BioXAS sur monocristal de protéine couplées à la cristallographie2,3,4,5. Ces deux techniques permettent de caractériser les protéines du métallome6.
     
  • SAMBA
    Adaptée aux solutions de biomolécules liant un élément absorbant dans un domaine d’énergie compris entre 4 et 40 keV. Ce domaine comprend le seuil K de tous les éléments de transition des métalloprotéines.

    Equipement en cours de développement sur SAMBA
     
  • LUCIA (focalisation au micronique).
    Avec LUCIA, on peut accéder aux seuils K d’éléments légers qui ont un rôle vital dans les organismes, comme le calcium, le magnésium, le phosphore, le soufre…Le domaine d’énergie de LUCIA (0.8-7 KeV) impose une contrainte pour les études des systèmes en solution : l’environnement de l’échantillon est sous vide.

    Equipement en cours de développement sur LUCIA 
     

LUCIA et SAMBA présentent des caractéristiques complémentaires en ce qui concerne les éléments qu'on peut y étudier (la gamme d'énergie). PROXIMA I et SAMBA sont complémentaires en ce qui concerne l’intensité du faisceau (aimant de courbure ou onduleur).

 

1 I. Ascone, W. Meyer-Klaucke, L. Murphy (2003) Experimental aspects of biological X-ray absorption spectroscopy J. Synchrotron Rad. 10, 16-22
2 I. Ascone, E. Girard, P. Gourhant, O. Roudenko, L. Roussier, A. W. Thompson Proxima 1, a new beamline on the third generation SR source SOLEIL combining PX and single-crystal BioXAS. 13th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS13) Stanford University USA July 9-14, 2006. In press
3 M. J Latimer, K. Ito, S. E. McPhillips, & B. Hedman, (2005). J. Synchrotron Rad. 12, 23-27;
4 M. Cianci, S. Antonyuk, N. Bliss, M. W. Bailey, S. G. Buffey, K. C. Cheung, J. A. Clarke, G. E. Derbyshire, M. J. Ellis, M. J. Enderby, A. F. Grant, M. P. Holbourn, D. Laundy, C. Nave, R. Ryder, P. Stephenson, J. R. Helliwell, & S. S. Hasnain, (2005). J. Synchrotron Rad.
5 S. S. Hasnain and R. W. Strange, Marriage of XAFS and crystallography for structure-function studies of metalloproteins J. Synchrotron Rad. (2003) 10, 9- 15
6 I. Ascone, R. Fourme, S. Hasnain, K. Hodgson (2005) Metallogenomics and biological X-ray absorption spectroscopy. J. Synchrotron Rad. 12, 1-3

 

 La technique

 Laboratoire BioXAS

 Activité BioXAS à SOLEIL

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