Mass spectrometry contribution to the study of interactions occurring between proline rich proteins and tannins.
Contribution de la spectrométrie de masse à l’étude des interactions entre les protéines salivaires riches en proline et les tanins
Résumé
Astringency is an important organoleptic property of plant-based food. It is attributed to interactions of tannins, which are polyphenolic compounds, with salivary proteins and especially proline rich proteins (PRPs), which belong to the group of intrinsically unstructured proteins (IUPs). Tannins play an important part in plant defence mechanisms. Indeed, they have an antinutritional effect as they inhibit digestive enzymes. Production of salivary PRPs is thus an adaptation process to tannin-rich diets. The purpose of this work is to provide a closer look at PRP•tannin supramolecular edifices in solution, using a mass spectrometry (MS) approach. The human salivary proteins IB5, a basic PRP, and II-1, a glycosylated PRP, have been produced by heterologous expression. After purification, both proteins have beencharacterized by MS using electrospray (ESI) and Matrix-Assisted Laser Desorption Ionisation (MALDI) sources. The study of the interaction between IB5 and model tannins by ESI-MS confirmed the presence of IB5•tannin non-covalent complexes in solution and provided new information on their stoichiometries. Competitive interaction experiments between IB5 and two tannins, along with IB5•tannin complexes dissociation studies revealed the impact of the main tannin chemical features on this interaction. Structural studies performed on IB5•tannin edifices by Collision Induced Dissociation (CID) and Electron Capture Dissociation (ECD) MS/MS experiments and by ion mobility spectrometry coupled with MS showed the presence of several interaction sites on IB5 and conformational changes arising from the interaction.
L’astringence résulte de l’interaction des tanins, polyphénols abondants dans les végétaux, avec les protéines salivaires et plus particulièrement les protéines salivaires riches en proline (PRP), appartenant à la famille des protéines peu structurées. Les tanins participent aux mécanismes de défense des végétaux et présentent des effets antinutritionnels dus à leur capacité à inhiber les enzymes digestives. La synthèse de PRP salivaires constitue un mécanisme d’adaptation à la consommation d’aliments riches en tanins. Ce travail vise à caractériser les complexes établis en solution entre les PRP et lestanins par une approche basée sur la spectrométrie de masse (MS). Pour cela, les protéines salivaires humaines IB5, PRP basique, et II-1, PRP glycosylée, ont été produites par voie hétérologue. Après purification, les deux protéines ont été caractérisées par MS avec une source d’electronébullisation (ESI-MS) et avec une source MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionisation). L’étude des interactions par ESI-MS a confirmé la présence en solution de complexes non-covalents IB5•tanin et permis de préciser leurs stoechiométries. Des expériences de compétition entre différents tanins et de dissociation des complexes IB5•tanin ont mis en évidence l’influence des principales caractéristiques structurales des tanins sur cette interaction. L’étude structurale des édifices IB5•tanin, par différentes techniques de MS/MS (Collision Induced Dissociation et Electron Capture Dissociation) et par spectrométrie de mobilité ionique couplée à la MS, a mis en évidence la présence de plusieurs sites d’interaction sur IB5 ainsi que des changements conformationnels liés à l’interaction.