Phycobiliprotéines, qu’est-ce-que c’est ?

Ce sont des protéines polymériques naturelles, isolées de certaines microalgues ou de macro-algues. Elles constituent les pigments accessoires de la photosynthèse en complément de la chlorophylle. Elles sont constituées par une partie protéinique de haute masse moléculaire portant des chromophores responsable de leur couleur.
Les principales phycobiliprotéines sont l’allophycocyanine (APC), la phycocyanine (PC), les phycoérythrines (R-PE et B-PE) et la phycoérythrocyanine (PEC).
L’APC est isolée de la cyanobactérie Spirulina platensis, la R-PE de ralgue rouge Porphyra tenera et la B-PE de la micro-algue rouge Porphyridium cruentum.
L’Allophycocyanine Crosslinked (APC-XL) est une APC stabilisée chimiquement par réticulation. Sous cette forme elle peut supporter l’exposition à des agents chaotropiques comme le thiocyanate d’ammonium ou la guanidine HCI, tout en conservant ses propriétés spectrales.

 

Propriétés

- Coefficient d’absorption spécifique et rendement quantique de fluorescence élevés.
- Décalage de Stokes important.
- 100% hydrosolubles.
- Stables dans les gammes de pH physiologiques ( 5 à 8 ).
- Couplage à des anticorps ou d’autres protéines par les techniques conventionnelles sans altération de leurs propriétés spectrales.
- Excitation par les lasers courants hélium-néon, krypton ou argon.

 

Applications

APC, APC-XL et RPE constituent ainsi des marqueurs très adaptés aux applications suivantes :

- Cytométrie de flux et tri cellulaire (FACS)
- Microscopie de fluorescence confocale
- Marquage de gel d’électrophorèse
- Marquage en chromatographie sur gel d’exclusion
- Marquage enzymatique
- Immunohistochimie
- Immunodétection
- Dosage multi-analytes simultanés
- DNA microarrays
- Screening à haut débit
- Dosage d’analytes par transfert d’énergie de fluorescence (FRET)
- Dosage d’analytes par fluorescence en temps résolu en condition homogène (HTRF)

 

Précisions concernant les fiches techniques

Le ratio d’absorbance entre l’absorbance maximum et l’absorbance à 280 nm est un indicateur de la pureté de la phycobiliprotéine par rapport aux contaminants protéiques n’absorbant qu’à 280 nm.
Pour l’APC, le rapport A650/A620 est un indicateur de la contamination par la C-Phycocyanine dont le maximum d’absorption se situe à 620 nm. Ce rapport est aussi un indicateur de l’état d’intégrité de l’APCl, puisque la dissociation de l’APC trimérique génère des monomères dont le maximum d’absorption se situe aussi à 620 nm.

Pour la R-PE, le rapport A565/ A498 est un indicateur de l’identité du pigment purifié; la R-PE absorbe fortement à 498nmnm alors que la B-PE ne présente qu’un léger épaulement à cette longueur d’onde. Le ratio A565/ A498 <1,5 n’est mesurable que lorsqu’un important pic secondaire est présent, ceci indiquant qu’il s’agit bien de R-PE non contaminée par de la B-PE.

 

Conservation :

2 à 4°C à l’abri de la lumière. Ne pas congeler

Péremption :

1 an

Allophycocyanine (APC)
6-APC
à partir de 10 mg
Allophycocyanine réticulé (APCXL)
6-APCXL
à partir de 10 mg
R-Phycoérythrine (R-PE)
6-R-PE
à partir de 10 mg

Source : Notre APC est isolé de la cyanobactérie Spirulina sp.

Poids moléculaire (PM) : 104 000 +/- 4000 daltons (D) (Bryant, 1976)

Origine : l’APC a été isolée de cyanobactéries (Spirulina, Lyngbia,
Anabaena, Tolypothrix) et d’algues rouges (Porphyridium, Cyanidium,
Porphyra) (Bryant, 1982)

 

Caractéristiques structurales :

L’APC est une protéine trimérique où les monomères sont composés de deux sous - unités différentes α et ß caractérisées par électrophorèse SDS-PAGE. L’organisation de la structure des sous- unités est notée (αß)3.
Les PM sont de 17 KD et 19 kD pour les sous - unités α et ß chez les cyanobactéries et de 16.3 KD et 17.9 kD pour les sous unités α et ß chez les algues rouges. Chaque sous - unités α et ß porte un chromophore phycocyanobiline (PCB).
Le point isoélectrique de l’APC a été déterminé à pH 4.95 pour Anabaena variabilis (MacColl ans Guard-Friar, 1987).

 

Caractéristiques spectrales :

Notre APC présente un pic d’absorption maximum à 652 nm +/- 3nm avec un épaulement à 620 nm.
La littérature rapporte des données différentes d’absorption (650 nm) et d’épaulement (598, 625, 629 nm) (MacColl ans Guard-Friar, 1987). Notre APC présente une émission de fluorescence maximale à 662 nm +/- 3nm Le déplacement de Stokes de notre APC est de 10 nm (différence en nm entre la longueur d’onde maximum d’absorption et la longueur d’onde d’émission).
Le coefficient d’absorption spécifique à pH 7 à 652 nm en tampon phosphate 100mM dans une cuvette de 1 cm est de 7.03 pour une solution à 1g/L (Glazer et Stryer, 1983). Le coefficient d’extinction molaire Em (M-1 cm-1) est de 163 000 pour Anabaena variabilis (Bryant, 1976)

 

Pureté :

Ratio A652/A620 > 1.55
Ratio A652/A280 > 4.50

Source : Notre APCXL est préparée à partir d’APC isolée de la cyanobactérie Spirulina sp.

Poids moléculaire (PM) : 104 000 +/- 4000 daltons (D)

 

Caractéristiques structurales :

L’APC est une protéine trimérique où les monomères sont composés de deux sous - unités différentes α et ß caractérisées par électrophorèse SDSPAGE. L’organisation de la structure des sous - unités est noté (αß)3.
Lors d’une dilution en tampon phosphate à faible concentration ou ’exposition à des agents chaotropes (thiocyanate d’ammonium ou perchlorate d’ammonium, …) la structure quaternaire trimérique se dissocie en monomères (αß) présentant une plus faible fluorescence avec un pic d’absorption maximal se décalant de 650 nm à 620 nm.
La réticulation entre les monomères de la structure trimérique de l’APC est réalisée en utilisant l’EDAC. Après la réaction, les différents composés ntermédiaires sont éliminés par chromatographie SEC.
L’APC réticulée trimérique est alors bien plus stable que l’APC natif tout en présentant des qualités spectroscopiques comparables.

 

Caractéristiques spectrales :

Notre APCXL présente un pi-c d’absorption maximum à 650 nm +/- 3nm avec un épaulement à 620 nm.
Notre APCXL présente une émission de fluorescence maximale à 661 nm +/- 3nm.
Le déplacement de Stokes de notre APCXL est de 9 nm L’absorption spécifique à pH 7 à 650 nm de l’APXL en tampon phosphate 100mM dans une cuve de 1 cm est de 7.03 pour une solution à 1g/L.
L’APCXL ne subit aucune dégradation en présence d’agents chaotropes.

 

Pureté :

Ratio A650/A620 > 1.45
Ratio A650/A280 > 4.50
Ratio A280/A250 > 1.50

Source : Notre R-PE est isolée de l’algue rouge Porphyra tenera.

Poids moléculaire (PM) : Notre R-PE a un PM de 240 000 daltons (D).La littérature fait état de PM allant de 214 000 à 290 000 daltons.

Origine : De la R-PE a été isolée de cyanobactéries (Bryant, 1982) et
d’algues rouges (Porphyra, Gastroclonium, Pterocladia, Rhodymenia)

 

Caractéristiques structurales :

La R-PE est une protéine polymérique composée de trois sous - unités. L’organisation de la structure des sous- unités est notée (αß)6γ.
La structure des sous- unités des R-PE peut différer légèrement selon l’espèce dont elle est extraite. La sous unité α (~20 000 daltons) porte deux phycoerythrobilines (PEB) et la sous unité ß (~20 000 daltons) porte deux ou trois phycoerythrobilines (PEB) et une phycourobiline (PUB). Les différentes sous unités γ (~30 000 daltons) portent : pour γ1 3PEB, 2 PUB et pour γ2 1 ou 2 PEB et 1 PUB. Gastroclonium présente 2 sous unités γ alors que la plupart des R-PE n’en présentent qu’une (MacColl et Guard- Friar, 1987).
Le point isoélectrique de la R-PE a été déterminé à pH 4.5-5.1.

 

Caractéristiques spectrales :

Les fortes absorptions des bandes de la R-PE se situent dans la région visible du spectre allant des longueurs d’onde du vert au rouge. La variabilité de l’absorbance spectrale des espèces de R-PEs reflète les différences obtenues dans le ratio PEB : PUB des sous unités.
Notre R-PE présente un pic d’absorption maximum à 565>498 nm avec un épaulement à 540 nm.
Notre R-PE présente une émission de fluorescence maximale à 576 nm +/- 2nm. Le déplacement de Stokes de notre R-PE est de 78 nm (excitation à 498 nm).
L’absorption spécifique de la R-PE à pH 7 à 565 nm en tampon phosphate 100mM dans une cuve de 1 cm est de 8.2 pour une solution à 1g/L.

 

Pureté :

Ratio A565/A280 > 5.0
Ratio A565/A498< 1.5
Ratio A620/A565 <0.02