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Sciences de la santé

Jurgen Sygusch

Analyse structurale des macromolécules et signalisation cellulaire

Professeur titulaire

Faculté de médecine - Département de biochimie et médecine moléculaire

Roger-Gaudry, local D347

514 343-2389

jurgen.sygusch@umontreal.ca

Autre numéro : 514 343-6463 (Télécopieur)

Portrait

Expertise de recherche

Thèmes

  •  Analyse structurale des macromolécules
  •  Signalisation cellulaire

Fonction de l’architecture moléculaire en catalyse enzymatique, interactions macromoléculaires et conception des inhibiteurs

Afin de comprendre le fonctionnement des protéines et enzymes au niveau moléculaire, et de pouvoir appliquer cette connaissance aux traitements de maladies, nous nous sommes penchés sur des macromolécules impliquées dans le métabolisme et dans les mécanismes de défense des plantes.

La voie de la glycolyse, centrale chez tous les organismes vivants, converti le glucose en intermédiaires métaboliques qui fournissent de l’énergie sous forme d’ATP afin de permettre les  fonctions cellulaires. L’enzyme glycolytique qui a concentré beaucoup de nos efforts est la fructose 1,6-bisphosphate aldolase. Cette aldolase catalyse le clivage d’un lien C-C très spécifique, une réaction considérée comme étant difficile à accomplir en chimie organique. L’aldolase s’est avérée être une source inépuisable de connaissances fondamentales sur la façon dont les enzymes sont capables d’exécuter leurs fonctions catalytiques, et a permis d’ouvrir de nouvelles perspectives sur le rôle de la glycolyse dans divers mécanismes cellulaires. Nous nous sommes intéressés en particulier au comportement de cette enzyme dans différentes maladies qui présentent toutes une utilisation du glucose considérable; le cancer, certaines infections protozoaires (la malaria, la maladie du sommeil, la leishmaniose) et le diabète de type II en sont des exemples. La conception des inhibiteurs contre cette enzyme cible nous permettra d’envisager une nouvelle approche thérapeutique contre ces maladies. Lors de la glycolyse, des métaboliques secondaires et surtout toxiques sont générés; ces derniers sont capables de modifications de  protéines cellulaires, modifications liées à certaines pathologies comme le diabète. Des enzymes de déglycation, à même de défaire ce type de modifications au niveau moléculaire, existent et sont actuellement étudiées.

En parallèle, nous nous intéressons à des enzymes capables de cliver le même lien C-C et également d’agir sur des substrats très similaires mais néanmoins présentant des différences géométriques au niveau du lien clivé. La compréhension du mécanisme de cette reconnaissance et de ce clivage qui semblent moins spécifiques, ouvrirait la voie à un contrôle de la virulence bactérienne.

Une facette plus récente de notre recherche a été la liaison à l’ADN des facteurs de transcription des plantes, liaison qui permet d’améliorer leur résistance aux maladies.

Les techniques utilisées au sein de notre laboratoire afin d’explorer la structure du vivant au niveau moléculaire sont la cristallographie de protéines, la dynamique moléculaire, et l’enzymologie. Depuis plusieurs années, nous essayons par ailleurs d’appliquer les avantages de la microgravité à la croissance de cristaux protéiques afin d’être en mesure de contourner ce facteur limitant des études cristallographiques. Le clonage de gènes, l’expression et la purification de protéines, la mutagénèse dirigée, l’enzymologie, la bioinformatique et la culture cellulaire sont aussi des outils de recherche quotidiennement utilisés dans le cadre de notre recherche.

Affiliations et responsabilités

Affiliations de recherche

Enseignement et encadrement

Encadrement

Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)

2017

Fructose-1,6-bisphosphate aldolase de classe II : aspects structural et dynamique dans le mécanisme réactionnel

Diplômé(e) : Jacques, Benoit
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2016

La tagatose-1,6-bisphosphate aldolase et la fructose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : mécanisme et stéréospécificité

Diplômé(e) : Low-Kam, Clotilde Jeanne M.
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2014

Étude structuro-fonctionnelle de SecP43 et caractérisation de ses interactions avec SepSecS et l’ARNtSec in vitro

Diplômé(e) : Dopgwa Puemi, Arnold
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2011

Caractérisation structurale et fonctionnelle des interactions impliquant TFIIH et la machinerie de réparation de l’ADN

Diplômé(e) : Lafrance-Vanasse, Julien
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2011

Étude structurale du mode de liaison des protéines Whirly de plantes à l’ADN monocaténaire

Diplômé(e) : Cappadocia, Laurent
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2010

Structure d'une tagatose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : étude d'une apparente perte de stéréospécificité

Diplômé(e) : LowKam, Clotilde
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2010

Étude structurale de la fructoselysine 6-kinase d’Escherichia coli : reconnaissance de substrats et mécanisme enzymatique

Diplômé(e) : Arthus-Cartier, Guillaume
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.

Projets

Projets de recherche

2016 - 2022

Structural investigation of reaction intermediates in glycolytic aldolases

Chercheur principal : Jurgen Sygusch
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2015 - 2019

Groupe d'étude des protéines membranaires (GEPROM) Cryo-electron microscopy of the bacterial membrane complexes TriABC and MmpL3

Chercheur principal : Derek Bowie
Co-chercheurs : Jurgen Sygusch
Sources de financement : FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Subvention de groupe de recherche
2017 - 2018

MmpL3 assays and structure

Chercheur principal : Mary Jackson
Co-chercheurs : Jurgen Sygusch
Sources de financement : Bill and Melinda Gates Foundation
Programmes de subvention :
2015 - 2017

ROBOT FOR LIPIDIC CUBIC PHASE (LCP) CRYSTALLIZATION OF MEMBRANE PROTEINS

Chercheur principal : Christian Baron
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (OIR) -1 -(de 7 001 $ à 150 000 $)
2010 - 2016

TRAINING PROGRAM IN CELLULAR DYNAMICS OF MACROMOLECULAR COMPLEXES

Chercheur principal : Christian Baron
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PV118026-FONCER : Prog. formation orientée nouveauté, la collaboration et l'expérience en recherche
2005 - 2016

STRUCTURAL INVESTIGATION OF REACTION INTERMEDIATES IN GLYCOLYTIC ALDOLASES

Chercheur principal : Jurgen Sygusch
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2012 - 2014

LOW-VOLUME ITC FOR INVESTIGATING BIOMOLECULAR INTERACTIONS

Chercheur principal : James G. Omichinski
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (OIR) -1 -(de 7 001 $ à 150 000 $)
2010 - 2014

PROTEIN SECRETION AND INTRACELLULAR SURVIVAL BY TOXOPLASMA

Chercheur principal : David Sibley
Co-chercheurs : Jurgen Sygusch
Sources de financement : NIH/National Institutes of Health (NIH)
Programmes de subvention :
2010 - 2014

STRUCTURAL INVESTIGATION OF REACTION INTERMEDIATES IN GLYCOLYTIC ALDOLASES

Chercheur principal : Jurgen Sygusch
2009

MACROMOLECULAR CRYSTALLIZATION FACILITY

Chercheur principal : Jurgen Sygusch

Rayonnement

Publications et communications

Disciplines

  • Biologie cellulaire
  • Biochimie
  • Biologie moléculaire

Champ d’expertise

  • Acides nucléiques
  • Biotechnologie
  • Cellule
  • Chimie combinatoire
  • Chromosome (Organismes vivants)
  • Composés inorganiques et organométalliques
  • Enzymes et protéines
  • Gène (Organismes vivants)
  • Macromolécules
  • Mécanismes biologiques et biochimiques
  • Molécules bioactives
  • Molécules organiques et biomolécules
  • Signalisation cellulaire (santé circulatoire et respiratoire)
  • Synthèse chimique et catalyse
  • Technologies biomédicales