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Groupes d'AA hydrophobes (2)
1. avec chaines latérales aliphatiques (= chaines linéaires) : Ala - Val- Leu - Isoleucine - Methionine
2. avec chaines latérales aromatiques : Phe - Trp (- Tyr -> chaine lat. aromatique mais groupe -OH hydrophile sur l'aromatique)
Groupes d'AA hydrophiles
1. AA chargés positivement : Arg - Lys - His
2. AA chargés négativement : Asp - Glu
3. AA non chargés : Asn - Gln - Ser - Thr - Tyr
=> présence de S, O ou N dans la chaine latérale
Particularité de la glycine + proline + cystine
Gly : Chaine latérale = -H simple qui s'adapte à des petits expaces
Pro : chaine latérale = liaison cov. avec le groupement NH de la structure principale -> forme un coude rigide dans la protéine
Cys : contient un groupement -SH qui peut s'oxyder et former un pont disulfure S-S avec une autre Cys
Peptide - Polypeptide - Protéine
Peptide = chaine de 2 - 30 AA
Polypeptide = 30+ AA
Protéine = 1+ polypeptide assemblés ayant une structure bien définie en 3D -> peut contenir des composants non peptidiques
MM moyenne d'une AA
113 Da
Protéome
= ensemble de toutes les protéines exprimées dans un organisme (humain = +30'000)
Catégories fonctionnelles de protéines (5)
1. Enzymes = catalysent les réactions chimiques dans et à l'extérieur de la cellule
2. Protéines de structure = fournissent solidité structurelle aux cellules et tissus
3. Protéines motrices = connectées au cytosquelette et permette le mouvement des cellules et du tissus
4. Protéines de transport = servent au transfert de molécules à travers la membrane
5. Protéines de signalisation = servent à la régulation de toutes les activités inter- / intracellulaires
NB. La structure détermine la fonction -> structure 3D -> structure primaire -> séquence ADN
Structure primaire d'une protéine
= la séquence d'AA du début à la fin de la molécule (=backbone) -> résulte de l'ensemble des liaisons péptidiques (= déshydratation) entre les AA
Direction = de NH2 (N-terminus) à COO- (C-terminus)
NB. Les liaisons peptidiques ont des structures de résonnance
Structure secondaire
= structure 3D localement adoptée par certains segments d'un polypeptide
Formes :
1. Hélice a
2 Feuillet b -> composé de brins b
3. Coude
4. Boucle
NB. 60% sont sous forme d'hélices a et de feuillets b
Structure de l'hélice a
- tous les CO et NH du backbone sont liés entre eux par des liaisons H
- 100° de rotation par AA => 3.6 AA par tour d'hélice
- tous les donneurs d'H ont la même orientation
- les R de l'AA pointent vers l'extérieur
- l'hélice peut être hydrophile / hydrophobe / amphipatique (hydrophile d'un côté, hydrophobe de l'autre) -> en fonction des R
Structure du feuillet b
= composé de 4-5 brins b, regroupés latéralement, étirés, par des liaisons H entre les CO et NH du squelette des brins voisins
-> configuration plissée -> projection des R latéraux dessus / dessous de la chaine
-> brins b peuvent appartenir à la même chaine ou non + être de la même orientation (parallèles) ou opposés (anti-parallèles) -> regarder la direction N-term. à C-term.
Rôle particuler de la proline dans les hélices a et les feuillets b
Hint : Coudes
Pro = forme des coudes
Hélices a = Pro très peu fréquente -> l'angle coudé brise la spirale
Feuillet b = Pro très peu fréquente -> l'angle coudé peut perturber la configuration
Structures des coudes
= virages en épingle à cheveux, composés de 3-4 R -> réorientation de la chaine dans une autre direction
-> stabilisés par une liaison H entre CO (aa1) et NH (aa4)
-> caractérisés par la présence de Gly (qui a 2H) et Pro (de par son angle rigide)
Structure des boucles
= en principe plus longues et de strucutre plus variée / moins définie que les coudes
-> tant les boucles que les coudes se trouvent à la surface de la protéine et participent aux interactions intermoléculaires
Structure tertiaire
= arrangement 3D du polypeptide complet
-> maintenue par les interactions entre les chaines latérales des différents AA -> interactions hydrophobes / ioniques / ponts H (rappel : structure secondaire = dépend des liaisons H entre CO <-> NH du backbone)
-> structure tertiaire = moins fixée -> fluctuations / changements conformationnels possibles
-> les motifs de structure tertiaire peuvent donner une indication de la fonction
Motif hélice - boucle - hélice
= "EF hand"
-> présents dans de nombreuses protéines fixant le calcium ainsi que certains TF
-> AA hydrophiles à des endroits clés pour fixer le Ca+ = O + H2O fixent le Ca+
Ex. Calmoduline
Motif hélice torsadée
= se retrouve dans de nombreuses protéines fibreuses structurelles + des protéines liant l'ADN -> s'associent en oligomère grâce à motif
-> chaque polypeptide contient une hélice a avec des répétitions de 7 AA de R hydrophobes (Val - Ala - Met)
-> R hydrophobes d'une hélice interagissent avec les R de l'autre hélice
-> Hélices a peuvent être amphipatiques -> AA hydrophile vers l'ext / AA hydrophobes vers l'int.
Ex. bZIP TF -> dans de nombreuses protéines de liaison de l'ADN
Motif à doigt de zinc
-> commun aux protéines qui lient ARN ou ADN
-> formé d'un motif à 25 AA avec 1 hélice A et 2 brins B
-> Ion Zn+ mainenu par 2 R Cys + 2 R His
Domaines
= régions distinctes avec des spécificités structurelles et fonctionnelles, reliés par des régions de liaison
-> structure "super-secondaires"
/!\ seulement pour les protéines de +15'000 Da
Structure quaternaire
= niveau supérieur de l'organisation des protéines multinumériques
-> se compose d'une association non-covalente d'unités de polypeptides monomériques multiples
-> peut parfois dépendre de liaisons cov. (ex. ponts S-S)
Ex. Anticorps
Anticorps
=> molécules en forme de Y formés par 2 chaines lourdes identiques et 2 chaines légères, le tout relié par des liaisons disulfides
-> classe majeure de protéines
-> fonction dépend de l'affinitié et de la spécificité de liaison à d'autres molécules = bcq d'anticorps peuvent être produits contre une seule cible = l'antigène
-> chaque anticorps va reconnaitre une région différente de l'antigène (= les épitopes)
Kd
= constante de dissociation
[c] du ligand requise pour que 50% de la protéine soit libre et 50% liée au ligand
-> plus Kd est faible, plus l'affinité est grande
Kd = [L]x[P] / [PL]
Globines liant l'O2 (3)
1. Hemoglobine
2. Myoglobine
3. Leghémoglobine
Myoglobine
2 parties :
1. Chaine polypeptidique simple composée surtout d'hélices A
2. groupe prosthétique non polypeptidique (=hème) responsable de la fixation de l'O2
Hémoglobine
= Structure quaternaire de tétramère -> 2 sous-unités A et 2 sous-unités B identiques
-> chaque sous-unité a une structure semblable à la myoglobine
1. Une chaine polypeptidique composée surtout d'hélices A
2. Un hème
Groupe hème
1. Anneau de protoporphyrine (= structure cyclique composée de 4 anneaux de pyrrole reliés par des ponts méthènes C=C)
2. Atome de Fe2+ relié par 4 liaisons de coordination aux N des pyrroles
NB. Fe2+ peut former 2 autres liaisons de coordination -> de chaque côté de l'anneau de pyrrole
-> dans la désoxyhémoglobine le Fe se lie avec un R His et sort légèrement du plan de l'anneau
-> O2 va se lier au 6e site de coordination -> ré-axe Fe dans le plan de l'anneau en le tirant au centre
-> O2 va changer la structure quaternaire de l'hémoglobine -> changement de conformation des chaines polypeptidiques + roation de 15°
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Cartes-fiches
Groupes d'AA hydrophobes (2)
1. avec chaines latérales aliphatiques (= chaines linéaires) : Ala - Val- Leu - Isoleucine - Methionine
2. avec chaines latérales aromatiques : Phe - Trp (- Tyr -> chaine lat. aromatique mais groupe -OH hydrophile sur l'aromatique)
Groupes d'AA hydrophiles
1. AA chargés positivement : Arg - Lys - His
2. AA chargés négativement : Asp - Glu
3. AA non chargés : Asn - Gln - Ser - Thr - Tyr
=> présence de S, O ou N dans la chaine latérale
Particularité de la glycine + proline + cystine
Gly : Chaine latérale = -H simple qui s'adapte à des petits expaces
Pro : chaine latérale = liaison cov. avec le groupement NH de la structure principale -> forme un coude rigide dans la protéine
Cys : contient un groupement -SH qui peut s'oxyder et former un pont disulfure S-S avec une autre Cys
Peptide - Polypeptide - Protéine
Peptide = chaine de 2 - 30 AA
Polypeptide = 30+ AA
Protéine = 1+ polypeptide assemblés ayant une structure bien définie en 3D -> peut contenir des composants non peptidiques
MM moyenne d'une AA
113 Da
Protéome
= ensemble de toutes les protéines exprimées dans un organisme (humain = +30'000)
Catégories fonctionnelles de protéines (5)
1. Enzymes = catalysent les réactions chimiques dans et à l'extérieur de la cellule
2. Protéines de structure = fournissent solidité structurelle aux cellules et tissus
3. Protéines motrices = connectées au cytosquelette et permette le mouvement des cellules et du tissus
4. Protéines de transport = servent au transfert de molécules à travers la membrane
5. Protéines de signalisation = servent à la régulation de toutes les activités inter- / intracellulaires
NB. La structure détermine la fonction -> structure 3D -> structure primaire -> séquence ADN
Structure primaire d'une protéine
= la séquence d'AA du début à la fin de la molécule (=backbone) -> résulte de l'ensemble des liaisons péptidiques (= déshydratation) entre les AA
Direction = de NH2 (N-terminus) à COO- (C-terminus)
NB. Les liaisons peptidiques ont des structures de résonnance
Structure secondaire
= structure 3D localement adoptée par certains segments d'un polypeptide
Formes :
1. Hélice a
2 Feuillet b -> composé de brins b
3. Coude
4. Boucle
NB. 60% sont sous forme d'hélices a et de feuillets b
Structure de l'hélice a
- tous les CO et NH du backbone sont liés entre eux par des liaisons H
- 100° de rotation par AA => 3.6 AA par tour d'hélice
- tous les donneurs d'H ont la même orientation
- les R de l'AA pointent vers l'extérieur
- l'hélice peut être hydrophile / hydrophobe / amphipatique (hydrophile d'un côté, hydrophobe de l'autre) -> en fonction des R
Structure du feuillet b
= composé de 4-5 brins b, regroupés latéralement, étirés, par des liaisons H entre les CO et NH du squelette des brins voisins
-> configuration plissée -> projection des R latéraux dessus / dessous de la chaine
-> brins b peuvent appartenir à la même chaine ou non + être de la même orientation (parallèles) ou opposés (anti-parallèles) -> regarder la direction N-term. à C-term.
Rôle particuler de la proline dans les hélices a et les feuillets b
Hint : Coudes
Pro = forme des coudes
Hélices a = Pro très peu fréquente -> l'angle coudé brise la spirale
Feuillet b = Pro très peu fréquente -> l'angle coudé peut perturber la configuration
Structures des coudes
= virages en épingle à cheveux, composés de 3-4 R -> réorientation de la chaine dans une autre direction
-> stabilisés par une liaison H entre CO (aa1) et NH (aa4)
-> caractérisés par la présence de Gly (qui a 2H) et Pro (de par son angle rigide)
Structure des boucles
= en principe plus longues et de strucutre plus variée / moins définie que les coudes
-> tant les boucles que les coudes se trouvent à la surface de la protéine et participent aux interactions intermoléculaires
Structure tertiaire
= arrangement 3D du polypeptide complet
-> maintenue par les interactions entre les chaines latérales des différents AA -> interactions hydrophobes / ioniques / ponts H (rappel : structure secondaire = dépend des liaisons H entre CO <-> NH du backbone)
-> structure tertiaire = moins fixée -> fluctuations / changements conformationnels possibles
-> les motifs de structure tertiaire peuvent donner une indication de la fonction
Motif hélice - boucle - hélice
= "EF hand"
-> présents dans de nombreuses protéines fixant le calcium ainsi que certains TF
-> AA hydrophiles à des endroits clés pour fixer le Ca+ = O + H2O fixent le Ca+
Ex. Calmoduline
Motif hélice torsadée
= se retrouve dans de nombreuses protéines fibreuses structurelles + des protéines liant l'ADN -> s'associent en oligomère grâce à motif
-> chaque polypeptide contient une hélice a avec des répétitions de 7 AA de R hydrophobes (Val - Ala - Met)
-> R hydrophobes d'une hélice interagissent avec les R de l'autre hélice
-> Hélices a peuvent être amphipatiques -> AA hydrophile vers l'ext / AA hydrophobes vers l'int.
Ex. bZIP TF -> dans de nombreuses protéines de liaison de l'ADN
Motif à doigt de zinc
-> commun aux protéines qui lient ARN ou ADN
-> formé d'un motif à 25 AA avec 1 hélice A et 2 brins B
-> Ion Zn+ mainenu par 2 R Cys + 2 R His
Domaines
= régions distinctes avec des spécificités structurelles et fonctionnelles, reliés par des régions de liaison
-> structure "super-secondaires"
/!\ seulement pour les protéines de +15'000 Da
Structure quaternaire
= niveau supérieur de l'organisation des protéines multinumériques
-> se compose d'une association non-covalente d'unités de polypeptides monomériques multiples
-> peut parfois dépendre de liaisons cov. (ex. ponts S-S)
Ex. Anticorps
Anticorps
=> molécules en forme de Y formés par 2 chaines lourdes identiques et 2 chaines légères, le tout relié par des liaisons disulfides
-> classe majeure de protéines
-> fonction dépend de l'affinitié et de la spécificité de liaison à d'autres molécules = bcq d'anticorps peuvent être produits contre une seule cible = l'antigène
-> chaque anticorps va reconnaitre une région différente de l'antigène (= les épitopes)
Kd
= constante de dissociation
[c] du ligand requise pour que 50% de la protéine soit libre et 50% liée au ligand
-> plus Kd est faible, plus l'affinité est grande
Kd = [L]x[P] / [PL]
Globines liant l'O2 (3)
1. Hemoglobine
2. Myoglobine
3. Leghémoglobine
Myoglobine
2 parties :
1. Chaine polypeptidique simple composée surtout d'hélices A
2. groupe prosthétique non polypeptidique (=hème) responsable de la fixation de l'O2
Hémoglobine
= Structure quaternaire de tétramère -> 2 sous-unités A et 2 sous-unités B identiques
-> chaque sous-unité a une structure semblable à la myoglobine
1. Une chaine polypeptidique composée surtout d'hélices A
2. Un hème
Groupe hème
1. Anneau de protoporphyrine (= structure cyclique composée de 4 anneaux de pyrrole reliés par des ponts méthènes C=C)
2. Atome de Fe2+ relié par 4 liaisons de coordination aux N des pyrroles
NB. Fe2+ peut former 2 autres liaisons de coordination -> de chaque côté de l'anneau de pyrrole
-> dans la désoxyhémoglobine le Fe se lie avec un R His et sort légèrement du plan de l'anneau
-> O2 va se lier au 6e site de coordination -> ré-axe Fe dans le plan de l'anneau en le tirant au centre
-> O2 va changer la structure quaternaire de l'hémoglobine -> changement de conformation des chaines polypeptidiques + roation de 15°
