English version

Equipe Cristallogenèse

Enrico STURA
CEA Saclay/Bât. 152


enrico.stura@cea.fr


iBiTec-S / SIMOPRO / LTMB


Moyens humains
Enrico STURA, Chercheur
Laura VERA, Technicienne Supérieure


Thèmes de recherche

- Cristallogenèse

La cristallogenèse est le thème principal de la recherche effectuée. Le but est de développer de nouvelles approches pour la cristallisation des protéines et d'améliorer constamment les techniques courantes.



©CEA/E. Stura

Les nouveaux développements incluent l'utilisation des anticorps et l'ingénierie de protéines bactériennes qui lient les immunoglobulines pour favoriser la cristallisation des complexes antigène-anticorps, ainsi que,  la construction de systèmes protéiques d'échafaudage en employant des protéines de fusion et des étiquettes peptidiques afin d'éviter de produire de nouveaux anticorps contre chaque nouvelle cible protéique.



 ©CEA/E. Stura

Les complexes entre protéines, entre protéines et acides nucléiques ou entre protéines et peptides sont biologiquement plus intéressants que la protéine seule. Les complexes peuvent présenter des difficultés additionnelles pour la cristallisation, mais dans le cas des macromolécules difficiles à cristalliser seules ils apportent aussi de nouvelles opportunités sur tout quand le système devient combinatoire avec plusieurs partenaires. Quand deux anticorps ont des épitopes distincts, ils peuvent être utilisés dans un complexe sandwich.



©CEA/E. Stura

L'amélioration des méthodes courantes inclue la mise au point de techniques de criblage pour une recherche plus efficace des conditions de cristallisation quand on ne dispose que de faibles quantités de protéine, et une utilisation plus ciblée des additifs qui peuvent améliorer la taille et la qualité des cristaux obtenus. Ceci inclut les additifs qui contrôlent l'oxydation ou la réduction des cystéines libres, et ceux qui modifient les caractéristiques de nucléation et de croissance cristalline. L'expertise en cristallogenèse est mise à la disposition des collaborateurs qui ont des besoins structuraux afin d'assurer la bonne réussite des projets en cours.



- Ingénierie des protéines et Immunologie

Fragment Fc des IgG
Dans le domaine des anticorps nous partageons avec le Dr. Sylvie Jorieux de l'Unité de Recherche du LFB un intérêt particulier pour la partie Fc des immunoglobulines G humaines et pour son mode de fixation sur ses récepteurs; ce fragment est la cible d'une réponse pathologique de la part du système immunitaire, notamment les facteurs rhumatoïdes.


©CEA/E. Stura

 Le fragment Fc est utilisé comme partenaire de fusion pour l'expression des glycoprotéines. Nous avons effectué des essais pour obtenir des cristaux de glycoprotéines fusionnées à des Fc  complexés au facteur rhumatoïde.



Antigènes et Epitopes  des Anticorps
Le deuxième domaine de spécialisation concerne les interactions protéine-protéine, et plus spécifiquement les interactions entre anticorps et antigènes, l'antigène pouvant être un marqueur du cancer, un stéroïde, un peptide ou une protéine dérivée de microbe pathogène ou de virus. Cette thématique est partagée avec l'Unité Mixte BioMérieux-CEA qui est sous la responsabilité du Dr. Frédéric Ducancel.

Toxicologie nucléaire environnementale
Dans le cadre d'une collaboration avec Eric Quemeneur, nous avons résolu  la structure cristalline de deux anticorps ayant comme hapten l'uranyle phenanthroline.

Toxines
Dans le cadre d'une collaboration avec Denis Servent, nous avons résolu  la structure cristalline de la toxine muscarinique MT7 utilisée pour construire le modèle sur le récepteur hM1.

l'équipe est aussi intéressée par le toxines bactériennes responsables de modifications des petites protéine G comme l'Exoenzyme C3 de Clostridium botulinum responsable de l'ADP-ribosylation de RhoA et des  grande toxines clostridiales qui ciblent la même protéine humaine.



Publications

Cockburn, J.J.B., Sanchez, M.E.N., Goncalvez, A.P., Zaitseva, E., Stura, E.A, Kikuti, C.M., Duquerroy, S., Dussart, P., Chernomordik, L.V.,  Lai, C.-J. &  Rey, F.A. (2011) Structural insights into the neutralization mechanism of a higher primate antibody against dengue virus EMBO J. (Sous Presse).

Igonet, S., Vaney, M.C., Vonhrein, C., Bricogne, G., Stura, E.A., Hengartner, H., Eschli, B. & Rey, F.A. (2011) X-ray structure of the arenavirus glycoprotein GP2 in its postfusion hairpin conformation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 19967-72.

Muller, B.H., Savatier, A., L'hostis, G., Costa, N., Bossus, M., Michel, S., Ott, C., Becquart, L., Ruffion, A., Stura, E.A. & Ducancel, F. (2011) In Vitro Affinity Maturation of an Anti-PSA Antibody for Prostate Cancer Diagnostic Assay. J. Mol. Biol. 414: 545-562.

Stura, E.A., Muller, B.H., Michel, S., Jolivet-Reynaud, C. & Ducancel, F. (2011). Crystal structure of human prostate-specific antigen (PSA) in a sandwich antibody complex. J. Mol. Biol. 414: 530-544.

Vera, L., Czarny, B., Georgiadis, D., Dive, V., Stura, E.A. (2011) Practical Use of Glycerol in Protein Crystallization. Cryst. Growth & Des. 11: 2755–2762.


Devel L, Czarny B, Beau F, Georgiadis D, Stura E, Dive V.  (2010). Third generation of matrix metalloprotease inhibitors: Gain in selectivity by targeting the depth of the S(1)' cavity. Biochimie.
92, 1501-1508.

Devel L, Garcia S, Czarny B, Beau F, Lajeunesse E, Vera L, Georgiadis D, Stura E, Dive V.  (2010). Insights from selective non-phosphinic inhibitors of MMP-12 tailored to fit with a S1 ' loop canonical conformation. J Biol Chem. 285, 35900-35909.

Gross G, Gallopin M, Vandame M, Couprie J, Stura E, Zinn-Justin S, Drevet P.  (2010). Conformational exchange is critical for the productivity of an oxidative folding intermediate with buried free cysteines. J Mol Biol. 403, 299-312.

Chruszcz M, Chapman MD, Vailes LD, Stura EA, Saint-Remy JM, Minor W, Pomes A. (2009).Crystal Structures of Mite Allergens Der f 1 and Der p 1 Reveal Differences in Surface-Exposed Residues that May Influence Antibody Binding.J Mol Biol. 386, 520-530.

Pawlak J, Mackessy SP, Sixberry NM, Stura EA, Le Du MH, Menez R, Foo CS, Menez A, Nirthanan S, Kini RM.  (2009). Irditoxin, a novel covalently linked heterodimeric three-finger toxin with high taxon-specific neurotoxicity Faseb J. 23, 534-45.

Fruchart C, Mourier G, Marquer C, Stura E, Birdsall NJ, Servent D.  (2008). Different interactions between MT7 toxin and the human muscarinic M1 receptor in its free and NMS-occupied states. Mol Pharmacol. 74, 1554-63.

Ménétrey J, Flatau G, Boquet P, Ménez A, Stura EA.  (2008). Structural basis for the NAD-hydrolysis mechanism and the ARTT-loop plasticity of C3  exoenzymes. Protein Sci. 17, 878-86.

Ménez R, Michel S, Muller BH, Bossus M, Ducancel F, Jolivet-Reynaud C, Stura EA.  (2008). Crystal structure of a ternary complex between human prostate-specific antigen, its substrate acyl-intermediate and an activating antibody. J Mol Biol. 376, 1021-33.

Duquerroy S, Stura EA, Bressanelli S, Fabiane SM, Vaney MC, Beale D, Hamon M, Casali P, Rey FA, Sutton BJ, Taussig MJ.  (2007). Crystal Structure of a Human Autoimmune Complex between IgM Rheumatoid Factor RF61 and IgG1 Fc Reveals a Novel Epitope and Evidence for Affinity Maturation. J Mol Biol. 368, 1321-31.

Menetrey J, Perderiset M, Cicolari J, Houdusse A, Stura EA.  (2007). Improving diffraction from 3 to 2 angstrom for a complex between a small GTPase and its effector by analysis of crystal contacts and use of reverse screening. Cryst Growth Des. 7, 2140-2146.

Ménez R, Michel S, Muller BH, Bossus M, Ducancel F, Jolivet-Reynaud C, Stura EA. (2007).Crystal structure of a ternary complex between human prostate-specific antigen, its substrate acyl-intermediate and an activating antibody. J Mol Biol. 376, 1021-33.

Siberil S, Dutertre CA, Boix C, Bonnin E, Menez R, Stura E, Jorieux S, Fridman WH, Teillaud JL.  (2006). Molecular aspects of human FcgammaR interactions with IgG: functional and therapeutic consequences. Immunol Lett. 106, 111-118.

Pawlak J, Mackessy SP, Fry BG, Bhatia M, Mourier G, Fruchart-Gaillard C, Servent D, Menez R, Stura E, Menez A, Kini RM.  (2006). Denmotoxin, a Three-finger Toxin from the Colubrid Snake Boiga dendrophila (Mangrove Catsnake) with Bird-specific Activity. J Biol Chem. 281, 29030-2941.

Le Maire A, Schiltz M, Stura EA, Pinon-Lataillade G, Couprie J, Gondry M, Angulo JF, Zinn-Justin S.  (2006). A Tandem of SH3-like Domains Participates in RNA Binding in KIN17, a Human Protein Activated in Response to Genotoxics J Mol Biol. 364, 764-776.

Magis C, Gasparini D, Lecoq A, Le Du MH, Stura E, Charbonnier JB, Mourier G, Boulain JC, Pardo L, Caruana A, Joly A, Lefranc M, Masella M, Menez A, Cuniasse P.  (2006). Structure-based secondary structure-independent approach to design protein ligands: application to the design of Kv1.2 potassium channel blockers. J Am Chem Soc. 128, 16190-16205.

Llinas P, Masella M, Stigbrand T, Menez A, Stura EA, Le Du MH.  (2006). Structural studies of human alkaline phosphatase in complex with strontium: implication for its secondary effect in bones. Protein Sci. 15, 1691-1700.

Charbonnier JB, Christova P, Shosheva A, Stura E, Le Du MH, Blouquit Y, Duchambon P, Miron S, Craescu CT.  (2006). Crystallization and preliminary X-ray diffraction data of the complex between human centrin 2 and a peptide from the protein XPC. Acta Crystallogr F. 62, 649-651.

Menez R, Housden NG, Harrison S, Jolivet-Reynaud C, Gore MG, Stura EA.  (2005). Different crystal packing in Fab-protein L semi-disordered peptide complex. Acta Crystallogr D. 61, 744-749.

Llinas P, Stura EA, Menez A, Kiss Z, Stigbrand T, Millan JL, Le Du MH.  (2005). Structural studies of human placental alkaline phosphatase in complex with functional ligands. J Mol Biol. 350, 441-451.

Llinas P, Le Du MH, Gardsvoll H, Dano K, Ploug M, Gilquin B, Stura EA, Menez A.  (2005). Crystal structure of the human urokinase plasminogen activator receptor bound to an antagonist peptide. EMBO J. 24, 1655–1663.

Granata V, Housden NG, Harrison S, Jolivet-Reynaud C, Gore MG, Stura EA.  (2005). Comparison of the crystallization and crystal packing of two Fab single-site mutant protein L complexes. Acta Crystallogr D. 61, 750-754.

Graille M, Stura EA, Bossus M, Muller BH, Letourneur O, Battail-Poirot N, Sibai G, Gauthier M, Rolland D, Le Du MH, Ducancel F.  (2005). Crystal structure of the complex between the monomeric form of Toxoplasma gondii surface antigen 1 (SAG1) and a monoclonal antibody that mimics the human immune response. J Mol Biol. 354, 447-458.

Dubreuil O, Bossus M, Graille M, Bilous M, Savatier A, Jolivet M, Menez A, Stura E, Ducancel F.  (2005). Fine tuning of the specificity of an anti-progesterone antibody by first and second sphere residue engineering. J Biol Chem. 280, 24880-24887.

Housden NG, Harrison S, Housden HR, Thomas KA, Beckingham JA, Roberts SE, Bottomley SP, Graille M, Stura E, Gore MG.  (2004). Observation and characterization of the interaction between a single immunoglobulin binding domain of protein L and two equivalents of human kappa light chains. J Biol Chem. 279, 9370-9378.

Bressanelli S, Stiasny K, Allison SL, Stura EA, Duquerroy S, Lescar J, Heinz FX, Rey FA.  (2004). Structure of a flavivirus envelope glycoprotein in its low-pH-induced membrane fusion conformation. EMBO J. 25, 728-738.

Menez R, Bossus M, Muller BH, Sibai G, Dalbon P, Ducancel F, Jolivet-Reynaud C, Stura EA.  (2003). Crystal structure of a hydrophobic immunodominant antigenic site on hepatitis C virus core protein complexed to monoclonal antibody 19D9D6. J Immunol. 170, 1917-1924.

Housden NG, Harrison S, Roberts SE, Beckingham JA, Graille M, Stura E, Gore MG.  (2003). Immunoglobulin-binding domains: Protein L from Peptostreptococcus magnus. Biochem Soc Trans. 31, 716-718.

Stura EA, Martin L, Lortat-Jacob H, Vives R, Vita C.  (2002). Heparin-aggregated RANTES can be crystallised. Acta Crystallogr D. 58, 1670-1673.

Stura EA, Taussig MJ, Sutton BJ, Duquerroy S, Bressanelli S, Minson AC, Rey FA.  (2002). Scaffolds for protein crystallisation. Acta Crystallogr D. 58, 1715-1721.

Stura EA, Tete-Favier F, Muller S, Aubry A.  (2002). Disulphide dimerised peptide creates a crystal contact in an anti-peptide antibody. Acta Crystallogr D. 58, 1740-1743.

Stura EA, Graille M, Housden NG, Gore MG.  (2002). Protein L mutants for the crystallization of antibody fragments. Acta Crystallogr D. 58, 1777-1748.

Sivaraman J, Sauve V, Larocque R, Stura EA, Schrag JD, Cygler M, Matte A.  (2002).  Structure of the 16S rRNA pseudouridine synthase RsuA bound to uracil and UMP. Nat Struct Biol.  9,  353-358.

Monnet C, Bettsworth F, Stura EA, Le Du MH, Menez R, Derrien L, Zinn-Justin S, Gilquin B, Sibai G, Battail-Poirot N, Jolivet M, Menez A, Arnaud M, Ducancel F, Charbonnier JB.  (2002). Highly specific anti-estradiol antibodies: structural characterisation and binding diversity. J Mol Biol. 315, 699-712.

Menetrey J, Flatau G, Stura EA, Charbonnier JB, Gas F, Teulon JM, Le Du MH, Boquet P, Menez A.  (2002). NAD binding induces conformational changes in Rho ADP-ribosylating clostridium botulinum C3 exoenzyme. J Biol Chem. 277, 30950-30957.

Graille M, Harrison S, Crump MP, Findlow SC, Housden NG, Muller BH, Battail-Poirot N, Sibai G, Sutton BJ, Taussig MJ, Jolivet-Reynaud C, Gore MG, Stura EA.  (2002). Evidence for plasticity and structural mimicry at the immunoglobulin light chain-protein L interface. J Biol Chem. 277, 47500-47506.

Stura EA.  (2001). A simple modification of the Q-plate for parallel screening and combinatorial crystallization. J Cryst Growth. 232, 545-552.

Stura EA, Graille M, Taussig MJ, Sutton BJ, Gore MG, Silverman GJ, Charbonnier JB.  (2001). Crystallization of macromolecular complexes: stoichiomeric variation screening. J Cryst Growth.  232, 580-590.

Stura EA, Graille M, Charbonnier JB.  (2001). Crystallization of macromolecular complexes: combinatorial complex crystallization J Cryst Growth.  232, 573-579.

Mornet E, Stura E, Lia-Baldini AS, Stigbrand T, Menez A, Le Du MH.  (2001). Structural evidence for a functional role of human tissue nonspecific alkaline phosphatase in bone mineralization. J Biol Chem. 276, 31171-31178.

Graille M, Stura EA, Housden NG, Beckingham JA, Bottomley SP, Beale D, Taussig MJ, Sutton BJ, Gore MG, Charbonnier JB.  (2001). Complex between Peptostreptococcus magnus protein L and a human antibody reveals structural convergence in the interaction modes of Fab binding proteins. Struct Fold Des. 9, 679-687.

Le Du MH, Stigbrand T, Taussig MJ, Ménez A, Stura EA.  (2001). Crystal structure of alkaline phosphatase from human placenta at 1.8 Angström resolution. Implication for a substrate specificity. J Biol Chem. 276, 9158-9165.

Silverman GJ, Cary S, Graille M, Curtiss VE, Wagenknecht R, Luo L, Dwyer D, Goodyear C, Corper AL, Stura EA, Charbonnier JB.  (2000). A B-cell superantigen that targets B-1 lymphocytes. Curr Top Microbiol Immunol. 252, 251-263.

Graille M, Stura EA, Corper AL, Sutton BJ, Taussig MJ, Charbonnier JB, Silverman GJ.  (2000). Crystal structure of a Staphylococcus aureus protein. A domain complexed with the Fab fragment of a human IgM antibody : structural basis for recognition of B-cell receptors and superantigen activity. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 5399-5404.