Les Protéines

Légende alternative :

alphabétique : à partir du carbone adjacent au carboxyle Les aa se différencient par la nature du résidu R H Radical (portion variable) NFC H Groupement amine OH Groupement acide Carbone a NATURE ET CARACTERISTIQUES CHIMIQUES DES PROTEINES Tous les aa ont la configuration absolue du L-glycéraldéhyde, ils sont alors définis comme des acides aminés a - L Exemple d' aa a -L qui ont rôles importants dans processus métaboliques Citruline + ortnithine → synthèse de l'urée H-C=O I H-*C-OH 1 CH₂OH D-glycéraldéhyde Acides aminés reliés entre eux par liaisons peptidiques. Elles sont formées par la condensation de la fonction carboxylique avec la fonction amine d'un autre aa. Rappel Exemple de tétrapeptide: glycysteinalan leucine ●●O Miroir Carbone a Carbone carbonyle, O Hydrogène H Peptide → Chaîne polypetidique de moins de 100 résidus d'aa H-C-O I HO-"C-H H Azote Oxygène Chaîne latérale CH₂OH L-glycéraldéhyde N-C- HO H₂N-C-C-NH-C-C-NH-C-C-NH- CH₂ SH La liaison peptidique possède un caractère partiel de double liaison = HYBRIDE DE RESONNANCE CH₂ CH₂ CH H₂C CH₂ OH Tétraèdre formé par les 4 groupements fixés sur C* donne une activité optique aux acides aminés chacun peut exister sous deux formes dont l'une est l'image de l'autre dans le miroir. C, O, N, H impliqués dans la liaison peptique → tous dans un même plan. Conséquence: Pas de rotation autour de la liaison reliant le C du carbonyle et l'azote O OH H на сто HO-C-H H CH₂OH L-glycéraldéhyde R H Liaisons entre Ca et C du carbonyle et entre Ca et l'azote ont le caractère d'une simple liaison. Conséquence: Rotation peuvent librement se faire autour de ces liaisons, de part et d'autre de liaison peptidique ܕܐ ܗܝ ܐ OH Structure d'un peptide définie par le nombre + nature d' aa qui constituent la molécule ainsi que l'ordre dans lequel ces aa sont placés. La terminaison << - yl >> est utilisé pour chaque résidu, sauf pour le dernier qui donne le C terminal. + H₂O Semi-rigidité a donc des conséquences sur la manière dont les peptides et les protéines se relient (structure quaternaire) liaison peptidique Acide aminé N- Terminal H₂N R₁ (0=0 NH ₂ R₂ Glycine Gly G C-Terminal Acide aminé Zwitterion Molécule contenant un nombre égal de groupement ionisables de charges opposées et qui n'a donc pas de charge nette. COOK 1 CH P 1 H Remarque : Dans un peptide cyclique il n'y a ni aa N-terminal, ni aa C-terminal STRUCTURES ET CLASSIFICATIONS DES ACIDES AMINES Pas de C* Reste un seul aa avec un a-NH2 libre et un seul aa avec le COOH libre Il existe des centaines d'aa naturels : parmi ceux-ci 20 entrent dans la composition des protéines humaines (aa protéinogènes). Ces 20 aa sont codés par le code génétique à 3 lettres. Ces aa peuvent être classés en fonction de la nature chimique de la chaîne latérale -R. Chaque acide aminé → un code à 3 lettres et un code à une lettre qui les désigne. A pH physiologie, l'amine est sous forme protonée (NH3*) et la fonction carboxylique est sous sa forme déprotonée (COO) En solution, ils existent sous forme d'un équilibre protonique : R-COOHR-COO™+H* R-NH₂ R-NH₂ + H NH₂ LES ACIDES AMINES ALIPHATIQUES -R APOLAIRE Alanine Ala A COOH i CH 1 CH3 NH₂ Valine Val V COOH 1 -CH CH₂ CH3 Essentiel Leucine Leu L COOH i NH2 CH 1 CH3 CH₂ 1 CH Essentiel NH₂ CH3 Phénylalanine Phe F COCH 1 CH CH₂ LES ACIDES AMINES ALIPHATIQUES -R APOLAIRE Essentiel Noyau imidazole azomatique Isoleucine lle I NH ₂ NH₂ COOH CH3 -5-5 ( Essentiel LES ACIDES AMINES AROMATIQUES Ils sont les seuls acides aminés qui absorbent le rayonnement UV Tyrosine Tyr Y CH₂ 1 CH3 COOH 1 CH · OH Phénol → acide faible Noyau phénol Proline Pro P NH Possède un azote iminé → C'est un acide iminé COOH Tryptophane Trp W NH ₂ COOH - 5 - 5- Noyau indole NH NH₂ Cystéine Cys C COOH i CH NH₂ 1 SH Fonction thiol libre -SH est un acide faible -R POLAIRE NON IONISABLE Sérine Ser S LES ACIDES AMINES SOUFRES COCH 1 I CH₂ NH₂ -R POLAIRE NON IONISABLE Méthionine Met M LES ACIDES AMINES HYDROXYLES Chaîne latérale des acides aminés hydroxylés est non ionisable COCH 1 CH 1 CH ₂ CH3 Essentiel -R APOLAIRE Threonine Thr T NH₂ COOH 1 CHH I CH-CH I CH3 Essentiel -R POLAIRE NON IONISABLE Aspartate Asp D NH₂ COCH 1 CH 1 CH₂ 1 COOM A pH neutre, chargée négativement en raison de l'ionisation de la fonction carboxylique de la chaîne. latérale. -R POLAIRE IONISABLE NH₂ = acide aminé acide Lysine Lys L § − 5 - 6 - ƒ -ƒ - ƒ - NH₂ Essentiel Fonction amine protonée à pH physiologique (NH3*) -R POLAIRE IONISABLE LES ACIDES AMINES ACIDES et dérivés NH₂ Aspargine Asn N (DOH) 1 CH I CH₂₂ 1 (=O 1 NH₂ Chaîne latérale est neutre et non ionisable -R POLAIRE NON IONISABLE = acide aminé neutre NH₂ Arginine Arg R NH₂ A pH neutre, chargée négativement en raison de l'ionisation de la fonction carboxylique de la chaîne latérale LES ACIDES AMINES BASIQUES COOH 1 CH 1 NH 1 Glutamate Glu E -R POLAIRE IONISABLE CaNh 1 NH COCH 1 CH " CH₂ I = acide aminé acide 2 CH₂ 1 COOM Fonction amine protonée à pH physiologique (NH3*) -R POLAIRE IONISABLE Glutamine Gln Q NH ₂ NH, KH I CH₂ " CH₂ 1 C=0 NH₂ Chaîne latérale est neutre et non ionisable LOH -R POLAIRE NON IONISABLE = acide aminé neutre Histidine His H - COOH 1 CH CH₂ NH Noyau imidazole aromatique -R POLAIRE IONISABLE LES ACIDES AMINES NON PROTEINOGENES A côté des 20 acides aminés qui constituent la structure des protéines, il existe d'autres acides aminés qui interviennent comme métabolites ou comme constituants d'autre biomolécules Ornithine Métabolite du cycle de l'urée Rappel ■ INTERET DE CONNAITRE LA POLARITE DE LA CHAINE LATERALE ■ IONISATION DES ACIDES AMINES B-Alanine НО. ➜ Polarité détermine la structure tridimensionnelle des protéines Polarité détermine le mode d'association avec d'autres molécules de son voisinage H3C- Constituant du Coenzyme A ZHN EQUATION DE HENDERSON-HASSELBACH Pour les acides et les bases faibles conjuguées pH = pka + log( Selon le type de chaîne latérale, l'acide aminé ne pourra effectuer que certains types de liaisons. Si l'acide aminé possède : [Forme basique] [Forme acide] Fonction acide → capable de donner un H* Fonction basique capable d'accepter un H* HSe Une chaîne latérale polaire non ionisable → impliqué dans liaisons hydrogènes Une chaîne latérale polaire ionisable → impliqué dans liaisons ioniques Une chaîne latérale apolaire → impliqué dans les liaisons hydrophobes Remarque : Tous les aa peuvent interagir entre eux via des liaisons de VDW Sélénocystéines OH Intervient dans la structure de la gluthation peroxydase (Enzyme qui catalase la réaction de transfert d'electrons) Acides aminés : Amphotères car possèdent une fonction acide (COOH) + une fonction basique (NH2) N²H Lorsque cette molécule est en solution dans un milieu où pH <pka → fonction se trouve sous sa forme acide Pour la fonction carboxylique, l'équation devient [COO-] pH = pka + log( [COOH] Pour la fonction basique, l'équation devient pH = pka + log( A pH physiologique, les acides aminés sont des zwitterions En milieu acide, le groupement aminé sera chargé positivement [NH2] [NH3+] En milieu basique, la fonction carboxylique sera déprotonée Remarque : Les propriétés des acides aminés dépendent du degré d'ionisation de COOH, NH3* et du groupe -R. lonisation du - NH2 lonisation du - COOH Acide aminé Gly Ala Val Leu lle Pro Ser Thr Cys Met Asp Asn Glu Gin Lys Arg His Phe Тут Trp pKa, (a-COOH) 2.35 2.35 2.29 2.33 2.32 1.95 2.19 2.09 BH 1.86 2.17 1.99 2.02 2.13 2.17 2.16 1.82 1.81 2.58 2.20 2.43 BH H "H₂N- H' H "H₂N- H B pKa, (a-NH₂) 9.78 9.87 9.72 9.74 9.76 10.64 9.44 9.10 10.78 9.27 10.00 8.80 9.95 9.13 9.20 8.99 9.15 9.24 9.11 9.44 B En fonction du pH du milieu, chaque acide aminé porte une charge nette bien définie COOH et NH2 non substitués sont susceptibles d'être ionisés ainsi que les groupements guanidium et phénol H -coo 8.80 <pka2 < 10.78 1.7<pka1 < 2.6 -Coo pKa, (R) 8.33 H 3.96 4.32 10.80 12.48 6.00 10.11 BH H "H₂N- BH H B- R H H COOH H BH H₂N-C-Coo B- STEREOCHIMIE ET ACIDES AMINES Les acides aminés possèdent tous un carbone asymétrique (sauf la glycine) et peuvent donc exister sous forme de stéréo-isomères. Pour chaque acide aminé chiral, 2 stéréo-isomères image l'un l'autre dans le miroir existe : ENANTIOMERES Selon la nomenclature de Fischer → aa naturels sont de la série L. REPRESENTATION DE FISHER COOH vers le haut Chaîne latérale vers le bas A Carbone a vers le lecteur H₂N- Remarque COOH R CONFIGURATION ABSOLUE R-S (cahn ingold prelog) Atomes fixés sur C* sont classés par ordre décroissant de leur numéro atomique (Z) (H = 1, C = 6, N = 7, O=8, S = 16) ■ ■ Sens horaire : configuration absolue de C* est de type R Sens antihoraire : configuration absolue de C* est de type S -H Les 3 autres substituants sont regardés par ordre décroissant. Si la rotation se fait dans le : Lorsque : ➡ NH₂ est à gauche : l'acide aminé est de série L ➡NH₂ est à droite : l'acide aminé est de série D En cas d'égalité de deux atomes, on additionne le numéro atomique des éléments fixés sur cet atome. Les atomes sont ensuite classés par ordre décroissant Si l'égalité subsiste, le numéro atomique (Z) d'un élément fixé par une double liaison est comptabilisé deux fois La molécule est ensuite regardée dans le sens du C* vers l'élément classé en dernier COOH A 4 R S R -NH₂ Chaque C* est R ou S après attribution de priorité selon le numéro atomique Plus grand priorité accordée au substituant possédant (Z) le plus élevé 3 substituants prioritaires rangés de façon horaire, en plaçant le substituant le moins prioritaire vers l'arrière (convention) → isomère R. 3 substituants prioritaires rangés de façon antihoraire, en plaçant le substituant le moins prioritaire vers l'arrière (convention) → isomère S. Selon le système de configuration R-S, tous les aa de la série L ont la configuration S mise à part la cystéine ETUDE DE LA STRUCTURE D'UNE PROTEINE Séparation des acides aminés ➤ Chromatographie sur couche mince Toutes les séparations de molécules par chromatographie impliquent une séparation des molécules entre une phase stationnaire et une phase mobile. La séparation dépend des tendances relatives des molécules d'un mélange à s'associer plus ou moins fortement à l'une ou à l'autre. Les échantillons à analyser sont placés à 5cm environ de l'extrémité d'un papier-filtre. Celui-ci est placé dans une cuve qui contient le solvant de chromatographie. Le solvant comprend plusieurs constituants polaires et non polaires. Les plus polaires s'associent à la cellulose (phase stationnaire). Les moins polaires constituent la phase mobile. Quand le solvant à parcouru presque tout le papier, celui-ci est séché et aspergé au moyen de ninhydrine (0.5% dans l'acétone) et ensuite chauffé quelques minutes à 100°C. Les acides aminés les plus hydrophobes migrent plus loin que les acides aminés moins hydrophobes et ceux-ci migrent plus loin que les acides aminés polaires et chargés. ➜ La distance parcourue par l'acide aminé rapportée à la distance du front de solvant à partir de l'origine (Rf) est caractéristique de chaque acide aminé. Rf= distance parcourue par l'aa distance parcourue par le front de solvant Révélation des AA après séparation : Exemple Réaction à la ninhydrine avec les amines primaires: composé aromatique utilisé comme révélateur des AA Elle réagit avec les amines primaires générant une coloration pourpre de Ruhemann et avec les amines secondaires auxquelles elle fournira une coloration jaune. La ninhydrine est utilisée comme révélateur pour la chromatographie sur couche mince (CCM) dans le cas d'une analyse protéique. La ninhydrine permet aussi de révéler des empreintes digitales sur des surfaces poreuses (papiers et cartons) grâce à la réaction avec les acides aminés présents dans l'empreinte Spectrophotométrie ultraviolet : Seuls les AA aromatiques absorbent les UV ➤ Colonne d'échangeuse d'ions Le support solide (ou phase solide) est conditionné dans une colonne et est constitué d'une résine synthétique sur laquelle sont greffés des groupements : NH3* (= résine cationique échangeuse d'anions) des groupements SO3- ou COO- (= résine anionique échangeuse de cations). LAVAGE ELUTION + rr ++.+ En général, les acides aminés sont séparés sur une colonne à groupements SO3 qui est préalablement chargée soit avec des Nat ou des H*. On y ajoute une solution acide (par exemple à pH 3) d'acides aminés; les acides aminés acides seront peu ou pas retenus, par contre les acides aminés basiques seront retenus et les autres acides aminés (polaires et hydrophobes) par ordre décroissant (suivant la valeur du pl). En augmentant graduellement le pH, les acides aminés seront graduellement relargués (dès qu'ils acquièrent une charge nette négative). Cette technique est entièrement automatisée et permet de déterminer les compositions en acides aminés des peptides et des protéines. OO Le support solide est conditionné dans une colonne. Soit une résine : ■ cationique échangeuse d'ions : ■ anionique échangeuse d'ions : Echantillon contenant plusieurs acides aminés Colonne d'élution contenant la résine échangeuse de cations Le processus d'élution s'épare les acides aminés en bandes distinctes Certaines fractions ne contiennent pas d'acide aminé wwNH, OH + AA-COO -NH₂OOC-AA + OH m505 Nổ + AA-NH’ →Test de Guthrie Collecte de l'éluant émergeant de la colonne 1981 Asp Temps d'élution SO3 H₂N-AA + Na L'identification et le dosage d'acides aminés dans le plasma ou l'urine a un intérêt diagnostique. Lorsque des acides aminés sont retrouvés en abondance dans l'urine → aminoacidurie. Exemple La phenylcétonurie (PKU) est une maladie métabolique génétique rare et grave qui résulte d'un dysfonctionnement de la réaction catalysée par la phenylalanine hydroxylase. Ce trouble métabolique de la phénylalanine entraîne l'apparition de concentrations anormalement élevées de phénylalanine dans l'urine et le plasma (ainsi que de molécules issues de la transformation de cet acide aminé : phénylpyruvate, phényllactate, phénylacétate). Les manifestations cliniques apparaissent dans les quelques premières semaines après la naissance. Il est dès lors essentiel de diagnostiquer très précocement cette maladie car si le nouveau-né n'est pas soumis à une diète adaptée, cette maladie provoquera un profond retard mental. mesure semi quantitative d'un taux anormalement élevé de la phénylalanine dans le sang sur un nouveau-né de 2 emaines permettant de détecter une phénylcétonurie. * Propriétés physico-chimiques : ionisation des protéines Point isoéléctrique (pl) pKa d'une fonction pl < 7 pl > 7 lonisation de la chaîne latérale de certains acides aminés correspond au pH pour lequel la charge globale est nulle correspond au pH de demi-neutralisation pH = pka + log( Quand pH = pka de la fonction carboxylique → [COO-] = [COOH]. Il en est de même pour les fonctions aminées. R milieu acide charge = +1 H₂N-CH-COOH COOH charge = +1 Pour un acide aminé neutre *H₂N-CH-COOH H₂C pl = pk₁ pK₁ 2.1 Pour un acide aminé acide [Forme basique] ) [Forme acide] H₂C PK₁ 2.2 +H₂N-CH-COO *H₂N-CH-Coo milieu neutre charge=0 ČOOH charge-0 *H₂N-CH-COOH +H₂N-CH-COO (H₂C)4 NH₂* charge = +2 (H₂C)4 pl d'un polypeptide sans chaîne latérale ionisable NH₂ charge = +1 pl = Pour un acide aminé basique pl = pl d'une protéine avec n chaine latérales ionisables pl = pK3 3.9 pl = pK₂ 9.0 (pK1 + pK2) 2 pK₂ *H₂N-CH-CO0 H₂C COO charge = -1 H₂N-CH-COO (pK1 + pk3) 2 Somme des pKa3 n R milieu alcalin charge = -1 NH,* charge = 0 → H₂N-CH-COO (H₂C)4 (pK2 + pk3) 2 pK₂ 9.8 H₂N-CH-Coo H₂C pK3 10.5 С00 charge=-2 H₂N-CH-COO (H₂C)4 [pKa1 de l'aaC - terminal + pKa2 de aa N - terminal] 2 ) NH₂ charge =-1 G o J G pl <7 pl> 7 pH < pl pH > pl → ATTENTION Produit de protéine à caractère acide protéine à caractère alcalin Protéine chargée positivement Protéine chargée négativement La valeur de pKa d'un acide aminé inclus dans un peptide peut être différente de cette de celle de l'acide aminé pris isolément. Pont H Interaction électrostatique Interaction hydrophobe ETUDE DE LA STRUCTURE D'UNE PROTEINE Séparation des acides aminés ➤ Electrophorèse déplacement d'ion dans un champ électrique Séparation des biomolécules chargées (aa, polypeptides et autres ampholytes) en fonction de la vitesse à laquelle elle migrent dans un champ électrique à courant continu. Elle peut s'effectuer soit sur un support inerte (une feuille de papier) soit sur tamis moléculaire (gel de polyacrylamide). V représente la vitesse de migration Z représente la charge de la molécule V = Normalement, c'est la charge nette qui est le facteur le plus important pour déterminer la vitesse de migration et donc la séparation où : EZ f Lorsqu'un courant est appliqué : E le champ électrique appliqué à la charge nette du composé envisagé f est un facteur de friction proportionnel à la taille du composé et à la viscosité du milieu les molécules ayant une charge nette négative au pH choisi vont vers l'anode (+) les molécules ayant une charge nette positive vers la cathode (-) Electrophorèse sur papier : a. L'échantillon est déposé en un point au milieu de la feuille de papier imbibée de tampon. Les extrémités du papier plongent dans les réservoirs de tampon dans lesquels sont placées les électrodes; un champ électrique est appliqué. b. Les ions positifs migrent vers la cathode et les ions négatifs vers l'anode. Les molécules non chargées ne migrent pas. lal (b) Papier lons négatifs ..... Tampon Bande de papier .... Dépôt de l'échantillon lans positifs Electrophorèse sur gel de polyacrylamide La charge électrique (nulle, + ou -) des protéines est imposée par le pH du milieu, et permet de les séparer dans un champ électrique en fonction de leur vitesse de migration dans un champ électrique. La méthode SDS-PAGE (PolyAcrylamide Gel Electrophoresis) est la plus utilisée pour déterminer la pureté d'une protéine. C'est une électrophorèse sur un gel de polyacrylamide en présence de dodécylsulfate de sodium (SDS), un détergent tensioactif ionique fort. L'acrylamide est polymérisé et réticulé par liaisons covalentes pour former une matrice poreuse. Le résultat est mis en évidence par coloration du gel au bleu de Coomassie. Remarque : l'électrophorèse en gel est une des méthodes de routine les plus performantes pour séparer des macromolécules. Cette technique a largement supplanté l'électrophorèse sur papier. SDS-PAGE Le SDS (sodium dodecyl sulfate) est un agent tensioactif anionique qui va interagir avec les acides aminés hydrophobes et conférer ainsi une charge négative aux protéines. La technique consiste en un gel de polyacrylamide imprégné de SDS qui est maintenu par deux plaques de verre et placé entre deux réservoirs de tampon. On dépose les échantillons traités au SDS, dans les puits du gel. Ensuite, un courant électrique est appliqué. Les protéines, chargées négativement par le SDS, migrent vers l'anode (+). Les plus petites protéines migrent le plus vite et se trouvent au bas du gel. ACTIVITE D'UNE PROTEINE DEPEND DE SA CONFORMATION ▪ L'activité d'une protéine ne peut être comprise que par ▪ Sa structure Ses relations entre les atomes qui la constituent Hiérarchie structurale dans les protéines Remarque Conformation: Arrangement dans l'espace qui dépend de la rotation des atomes ou groupes d'atomes autour d'une ou plusieurs liaisons On passe d'une conformation à une autre par simple rotation, sans casser de liaisons Calmoduline: 148 résidus d'acides aminés, impliquée dans le fonctionnement de Ca²+ Exemple Structure primaire Structure secondaire Structure primaire Structure tertiaire Structure quaternaire Suite linéaire de résidus d'aa liés par covalence (liaison peptidique). Toutes les protéines ont ce niveau de structure Structure primaire H H H (R) H O HH La structure primaire peut former une feuille plissée ou une hélice Structure secondaire Structure tertiaire Structure quaternaire Séquençage des protéines Conformation répétitive régulière sur un fragment ou sur l'entièreté de la chaîne polypeptidique Définition Protéines fibreuses ne possèdent que ce niveau de structure → Due aux relations des résidus d'aa proche les uns des autres Protéine entièrement repliée sur elle-même en une structure tridimensionnelle Caractéristique des protéines globulaires → Due aux relations dans l'espace des résidus d'aa éloignés les uns des autres Assemblage d'au moins deux chaines polypeptidiques en un multimère Structure n'est présente que chez certaines protéines globulaires a. Structure primaire des protéines Structure secondaire Structure secondaire b. Structure secondaire des protéines Structure tertiaire Structure quaternaire Feuillet plissé Hélice a Déterminer la séquence polypeptidique → Afin de connaitre le nombre, la nature chimique et l'ordre de tous les résidus d'aa dans un polypeptide. Remarque : Si la protéine contient plus d'une chaine polypeptidique, les chaines doivent être d'abord séparées par hydrolyse totale puis purifiées via une analyse quantitative des aa libérés. Falls Conformation de l'enchaînement peptidique qui se répète de manière régulière Liaison peptidique Possède un caractère partiel de double liaison Les atomes de la liaison peptidique sont dans un même plan (liaison coplanaire) Helice a = Structure hélicoïdale stabilisée par des ponts H intramoléculaires entre le NH d'un lien peptidique et le carbonyle d'un aa voisin d'une spire adjacente. L'hélice droite rotation autour de l'axe s'effectue dans le sens des aiguilles d'une montre L'hélice gauche → rotation autour de l'axe s'effectue dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre Exemple: Kératine a Feuillet B = Structure qui résulte de pont hydrogènes établis entre les fonctions C=O et NH. Liaisons intracaténaires → pont réalisé au sein d'un même enchainement peptidique Liaisons intercaténaires dans le cas contraire Feuillet beta parallèle (ponts hydrogène en gris) c. Structure secondaire des protéines = configuration tri-dimensionnelle de la chaîne peptidique Liaison covalente Liaison ionique Liaison hydrogène Feuillet beta antiparallèle (ponts hydrogène en gris) Liaison hydrophobe Pont disulfure -S-S- Entre NH3* et COO Entre C=O et NH - Entre C=O et HO - Entre des résidus hydrophobes FB parallèle quand les chaines d'aa possèdent acide N-terminal du même côté, sinon il est antiparallèle. 40-100 kcal/mol Motif BA 5 kcal/mol 4 kcal/mol 1 kcal/mol Plusieurs autres forces entre en jeu pour déterminer la conformation de la protéine: liaisons hydrogènes, ponts disulfure, des liaisons ioniques, des forces VDW, portions polaire Motifs Eléments de structure secondaire se combinant en plis ou sillons Motifs Motif hélice-tour-hélice d. Structure quaternaire des protéines = Association d'au moins deux chaînes polypeptidiques ou monomères Ces monomères sont de séquences identiques (homo) ou de séquences différentes (hétéro). L'association de monomères est reversible et conditionne l'activité ou la propriété de la protéine enzymatique. Certaines molécules organiques (hème) et certains ions participent également à la structure quaternaire. Exemple Hémoglobine → possède une structure quaternaire constituée de 4 monomères semblables deux à deux (homo-dimères) L'hémoglobine composée de quatre chaînes polypeptidiques, deux chaînes alpha (a) et deux chaînes bêta (B). Chaque chaîne est associée à un groupe hème (en blanc), et chaque groupe hème contient un atome de fer central (bille rouge), qui peut se lier à une molécule d'O2. cofacteur contenant un atome de fer au centre d'un cycle organique (porphyrine) Définition d'un hème TRANSCONFORMATION ET DENATURATION DE PROTEINES Structure tridimensionnelle d'une protéine peut subir Activité biologique de la protéine est alors modifiée ou supprimée et les propriétés physico-chimique altérées. Des modifications de température, de pH ou d'autres facteurs de l'environnement peuvent provoquer le dépliement d'une protéine. Ce changement de conformation, dénommé dénaturation, entraîne l'inactivation de la protéine *Agents physiques Chaleur Transconformation : modification légère et réversible Dénaturation : modification profonde et irréversible ➤ Froid > UV * Agents chimiques ➤ pH ➤lons métalliques Sels neutres Solvant organiques Solutés organiques au-delà de 60° la plupart des protéines sont dénaturées → par rupture des ponts H → par démasquage des groupes polaires Affaiblissement des liaisons hydrophobes Renforcement des ponts H Photolyse des pont -S-S- Modifie l'ionisation des fonctions acides ou basiques La protéine précipite quand le pl est atteint Suppression ou établissement de liaisons ioniques Complexent les protéines Alcalino-terrreux Métaux de transition Métaux lourds Modifient la constante diélectrique Protamines Histones Albumine Globulines Holoprotéines Présente dans la laitance de poisson et Métalloprotéines le sperme → Riches acides aminés basiques → Associés aux acides nucléiques Exemples PM = 5 000 Présente dans le noyau cellulaire → Riches en acides aminés basiques → Associés aux acides nucléiques PM = 10 000 20 000 Présente dans le sang, les muscles, les œufs, le lait → très solubles dans l'eau + NaCl 0.9% PM = 65 000 Dans le sang → Solubles dans NaCl 0.9 % Scléroprotéines Dans le TC, peau, soie, phanères → Insoluble dans l'eau ➜ TRH ➜ Insuline → Glucagon → Kératine → Collagène → Hémoglobine Immunoglobuline → Enzyme → Isoenzyme Cofacteur Lipoprotéines Glycoprotéines Hémoprotéines Hétéroprotéines Groupement prosthétique est un métal (fe2+, Cu 2+, Zn2+) - Ferroprotéines - Cuproprotéines - Zincoprotéines Association lipides et protéines Association oses et protéines Groupement prosthétique est un hème contenant un métal → Hémoglobine, cytochrome