Biochimie Gonthier - Chap 2 Flashcards
Protéine
- Macromolécule d’AA réunis par liaisons peptidiques
- Représentent 60% du poids sec des ç
Peptide
2 à 50 AA
Polypeptide
+ 50 AA
Molécule organique
Contient au moins 2C dans sa structure
Protéines globulaires
- +++
- Sphéroprotéine
- Généralement solubles dans l’eau
- Forme sphérique ou ovoïde compacte
- Seules à acquérir structure tertiaire
Rôles protéines globulaires
- Transporteur
- Rc
- Enzyme
Hélice ⍺ à pas droit dans protéines globulaires
0,54 nm
Protéines fibreuses / fibrillaires
- Scléroprotéine
- Protéines allongées
Rôles protéines fibreuses / fibrillaires
Structural
Hélice ⍺ à pas gauche
0,51 nm
Holoprotéines
= Seulement des AA
- 2 catégories : solubles et insolubles
Holoprotéines solubles globulaires
- Albumine
- Histones
Holoprotéines solubles fibreuses
- Fibrinogène plasmatique
- Actine
- Myosine
Holoprotéines insolubles
(++ fibreuses)
- Kératine
- Prot de soutien, de revêtement
Hétéroprotéines
= Apoprotéine (chaines polypeptidiques) + grpmt prosthétique (non protéique) lié de façon covalente
Phosphoprotéines
(Hétéroprotéine)
- Acide phosphorique via liaison ester-phosphate sur Thr, Ser, Tyr
- Ex : caséine (lait), vitelline (jaune d’oeuf)
Glycoprotéines
(Hétéroprotéine)
- Glucide
- Ex : hormones, enzymes, protéines des mb
Lipoprotéines
(Hétéroprotéine)
- Lipide
- Ex : lipoprotéines de structure des mb çlaires, lipoprotéines de transport du cholestérol dans le sang
Chromoprotéines
(Hétéroprotéine)
- Pigment
- Ex : hémoglobine, myoglobine, cytochrome, catalase, chlorophylle
Liaison peptidique (de type amide)
- Formation entre le grpmt COOH du C⍺ d’un AA et le NH2 du C⍺ de l’AA suivant ; libération d’une molécule d’H2O
- Plane, rigide (6 atomes coplanaires)
Longueur entre CO et NH
1,32 Å
Longueur entre 2 C⍺
3,5 à 3,6 Å
Angle ϕ
Rotation libre autour de C⍺-N
Angle ᴪ
Rotation libre autour de C⍺-CO
Cas particulier : la proline
- Provoque la formation d’un coude du fait de l’absence de rotation libre entre C⍺-N
- ⚠️ Proline modifie le pas des hélices mais ne déstructure pas
Chaine peptidique vectorisée
Nterm - Cterm
6 niveaux d’organisation de la protéine
1) Structure primaire
2) Structure secondaire
3) Structure super secondaire
4) Domaine
5) Structure tertiaire
6) Structure quaternaire
Structure primaire
Séquence des AA
Structure secondaire
- Maintenue par LH et liaisons ioniques
- Hélice ⍺ ; Feuillet 𝛃 ; Boucle ; Tour
Hélice ⍺
- Structure périodique
- 3,6 AA/tour et 5,4 Å / tour
- LH intra-chaine entre carboxyle d’un AA de la chaine princip avec H de l’amide du 4e AA située + en avant
Diamètre hélice ⍺
0,5 nm
Pas hélice ⍺
0,54 nm
ϕ hélice ⍺
- 57°
ᴪ hélice ⍺
- 47°
Feuillet 𝛃
- Structure périodique
- Parallèle et antiparallèle (+ stable)
- LH inter-brin entre O d’un groupe carboxyle d’un AA d’un brin et H de l’amide de l’AA du brin voisin
- Structure étirée
- Zig-zag
- Plissement des feuillets au niveau de chaque C⍺ d’un AA, les chaines latérales se distribuent de part et d’autre du plan
ϕ feuillets 𝛃 parallèles
-119°
ϕ feuillets 𝛃 antiparallèles
-139°
ᴪ feuillets 𝛃 parallèles
113°
ᴪ feuillets 𝛃 antiparallèles
135°
Boucle
- Structure non périodique
- de 4 AA
- Entre hélices ou hélice et brin 𝛃 de feuillets ≠
Tour
- Structure non périodique
- 3-4 AA (glycine, proline)
- Entre 2 brins beta antiparallèles
Structure super secondaire
- Le motif
- Structures secondaires regroupées
- Simples ou complexes
Épingle
- Motif simple
- 𝛃𝛃
- Transition entre 2 brins 𝛃 antiparallèles
- Retrouvé dans AC
Hélice tour hélice
- Motif simple
- ⍺⍺
- Retrouvé dans facteurs de transcription
Motif 𝛃⍺𝛃
- Motif simple
- 2 brins 𝛃 parallèles connectés par une hélice ⍺
- x2 = pli de Rossman
Pli de Rosman
- Motif complexe
- 𝛃⍺𝛃⍺𝛃
- Entre déshydrogénases et NAD(P)+
Zinc finger
- Motif complexe
- 𝛃𝛃⍺
= structure en doigt de gant = structure en doigt de zinc - Dans grand sillon
- Agit sur transcription de gènes cibles
- Spécifique de très nbreux facteurs de transcription
Clé grecque
- Motif complexe
- 𝛃𝛃𝛃𝛃
- 4 brins antiparallèles reliés par des tours
- Présente dans la triose phosphate isomérase (glycolyse) pour fixer le substrat
Domaine
- Unité structurale indépendante ayant acquis son propre repliement et ayant une fonction propre
- Présent dans prot globulaires de + de 200 AA
Structure tertiaire
- Forme globale tridimensionnelle de la prot = fonction
- Pour les prots globulaires
- Stabilisation par LH, ioniques, hydrophobes, ponts SS
Structure quaternaire
- Association de plusieurs sous-unités
- Ne concerne que les prots composées d’au minimum 2 chaines peptidiques = ne concerne øles monomères
- Stabilisation par LH, ioniques, hydrophobes, ponts SS
Oligomère
Sous-unités identiques
= prot oligomérique
Multimère
Sous-unités ≠
= prot multimérique
Pelote statistique
- AA non engagés dans structure secondaire
- Représente 10-15% des prots fibreuses et globulaires
Exemple de la myoglobine
- Fixe O2 dans le muscle
- 1 seule sous-unité
Exemple de la protéine Src
- Fonction de régulation des ç
- 4 domaines
- Anomalie de production/conformation de Src impliquée dans cancer de type sarcome
Exemple de l’hémoglobine
- 4 sous-unités : 2⍺ et 2𝛃 chez l’homme adulte ; structure quaternaire = hétérotétramère
- 8 hélices ⍺ / sous-unités
- Hétéroprotéine, chromoprotéine : Apoprotéine = globine + Grmpt prosthétique = hème contenant 1 atome de fer (au centre de la porphyrine dans l’hème)
→ Chaque sous-unité comporte une globine + hème
2 états de l’hémoglobine
- État T (désoxyhémoglobine) : faible quantité pour l’O2
- État R (oxyhémoglobine) : forte affinité pour l’O2
2,3 biphosphoglycérate
Conserve l’hémoglobine sous forme T = ↘︎ l’affinité pour l’O2
Défaut de kératine
↘︎° solidité de la peau
Carence en vitamine C
- Synthèse anormale de collagène qui ne peut plus former de fibres sous forme de triple hélice
- Symptômes :
- lésions de la peau, des gencives
- déchaussement des dents
- fragilité vaisseaux sanguins
- cicatrisation laborieuse
Prion normal
- PrPc ; 209 AA
- 3 hélices ⍺ droites et 2 brins 𝛃 antiparallèles
- Dans les neurones + rôle dans prolifération çlaire et mort çlaire
Prion pathologique
- PrPsc
- 2 hélices ⍺ et 4 brins 𝛃
- Anomalie dégradation de la protéine prion qui tend à s’accumuler et s’aggrège
- Mort des neurones
- À l’origine de la maladie de Creutzfeldt Jacob chez l’Homme
- À l’origine des encéphalopathies spongiformes (vache folle) chez animaux
- Forme infectieuse en contact avec forme normale ⟹ changement conformation en forme pathologique
Propriétés des AA
- Ont permis de déterminer des méthodes d’étude des prot
1) Poids moléculaire
2) P. chimiques
3) P. électriques
4) P. de solubilité
5) P. spectrales
6) P. de dénaturation
Poids moléculaire
Dépend séquence en AA
P. chimiques
Dépend nature des AA qui peuvent réagir avec certaines substances dans des réactions colorées
P. électriques
N-term et C-term ionisables, ainsi que les chaines latérales de Arg, Lys, Glu, Asp, His, Cys, Tyr qui participent à la charge globale de la molécule caractérisée par un pHi
P. de solubilité
- Solubilité dans l’eau si elles sont assez petites avec un nb suffisant de résidus polaires (peu sont donc solubles dans l’eau)
- Forte influence des sels
- Solubilité minimale au pHi
- Insoluble dans solvants organiques (éthanol)
P. spectrales
- Phe (260 nm)
- Trp et Tyr (280 nm)
P. de dénaturation
- Réversible ou non
- Perte partielle ou totale de la fonction biologique
- Dénaturation avec chaleur, UV, acides forts, sels de métaux lourds, urée, guanidine, solvants organiques ou détergents (𝛃-mercaptoéthanol ; SDS)
pHi
pH où la charge globale est nulle
𝛃-mercaptoéthanol
Détruit ponts SS
SDS
Détruit Liaisons H et charge ➖
Protéines avec comme fonction : Structure
- Collagène
- Kératine
Protéines avec comme fonction : Contraction
- Actine
- Myosine
Protéines avec comme fonction : Transport
- Albumine
- Hémoglobine
Protéines avec comme fonction : Immunité
- Immunoglobulines
- Cytokines
Protéines avec comme fonction : Hormones
- Insuline
- Adrénaline
Protéines avec comme fonction : Transduction du signal
- Rc
- Protéines G
Protéines avec comme fonction : Régulation de l’expression des gènes
Facteurs de transcription
Protéines avec comme fonction : Enzymes
- Peptidase
- Catalase
Exemple de l’insuline
- Hormone hypoglycémiante sécrétée par le pancréas
- 2 chaines polypeptidiques reliées par des ponts SS
- Chaine A : 21 AA et chaine B : 30 AA
- 5,8 kDa
Exemple des immunoglobulines
- Tétramère : 2 chaines lourdes + 2 chaines légères
- Cohésion assurée par ponts SS et liaisons hydrophobes
- Protéine tout 𝛃
Exemple des Rc des cannabinoides
- Protéine CB1 et CB2 : 7 segments transmembranaires
- Rc liant le THC (substance psychoactif du cannabis) à l’extérieur de la ç → modif de sa conformation → interaction prot intraçlaire → signal
La spectrométrie d’absorption (UV-visible)
→ Selon Loi de Beer-Lambert
A = ε l C
C = Concentration de la substance en mol/L l = Distance traversée par la lumière (épaisseur cuve, généralement 1 cm) A = Absorbance = densité optique (ø unité) ε = Coefficient d’extinction molaire
Électrophorèse en condition native (PAGE)
- Structure 3D de la prot et charge non modifiées
- Séparation en fn taille et charge nette
⚠️ Molécules anioniques → Anode (+) et molécules cationiques → Cathode (-)
Électrophorèse en condition non native (SDS-PAGE)
- Migration uniquement en fn poids/masse moléculaire
- Prots se dirigent vers l’anode (+)
Électrofocalisation
= Focalisation isoélectrique (IEF)
- Migration sur un gradient de pH (qui augmente lentement de l’anode vers la cathode)
- Séparation selon le pHi (où la prot se stoppe)
- Très sensible (0,01 unité de pH)
Électrophorèse à 2 dimensions
1 : électrofocalisation
+ 2 : électrophorèse dénaturante ; permet de séparer des prots avec le même pHi mais avec des tailles ≠
Électrophorèse : linéarité inverse entre…
Linéarité inverse entre la distance de migration et le log de la masse moléculaire
Chromatographies
Permettent séparation et quantification des molécules
Chromatographie par échange d’ions (IEC)
→ Exploite différence de charge électrique, de pHi
Chromatographie par échange d’ions (IEC) : matrice chargée ➕
- Résine échangeuse d’anions
- Élution se fait à pH décroissant (départ à 13)
Chromatographie par échange d’ions (IEC) : matrice chargée ➖
- Résine échangeuse de cations
- Élution se fait à pH croissant (départ à 1)
Chromatographie d’exclusion (SEC)
→ Exploite taille des prots
- Migration se fera d’autant + vite que les molécules sont grosses
- Solutés élués dans l’ordre inverse des masses moléculaires
- Ǝ relation linéaire (inverse) entre le volume d’élution et le log de la masse moléculaire : logMM = f (Ve/V0)
Chromatographie d’exclusion (SEC) : Grosses molécules
Exclues et éluées les premières au niv du volume mort (Vm, V0)
Chromatographie d’exclusion (SEC) : Petites et moyennes molécules
Éluées + tardivement car incluses dans le gel : migration freinée
Réactif de Bradford
- Mise en évidence de la liaison peptidique
- Coloration initiale marron mais devient bleu en présence de liaison peptidique (utilisé en mesure d’absorbance → 595 nm)
Courbe étalon
Souvent avec l’albumine du sérum bovin (BSA)
Elisa : généralités
→ Doser une prot (sécrétée par ç ou plasmatique) dans un échantillon
→ Méthode quantitative
Elisa : méthode
1) Dépôt échantillon sur plaque de 96 puits
2) AC I ; AC II avec enzyme ; substrat de l’enzyme
3) Signal quantifié par spectrofluorométrie ou lecteur de fluorescence
4) Quantification grâce courbe étalon
Western Blot : généralités
→ Repérer une prot dans un échantillon
→ Méthode plutôt qualitative même si intensité de la bande colorée est liée à quantité de prot
Western Blot : méthode
1) Séparation prots par PM (électrophorèse SDS-PAGE)
2) Transfert prot sur mb solide grâce courant électrique
3) Coloration prot par rouge ponceau (vérifie transfert) puis décoloration
4) AC I ; AC II avec enzyme (ex : peroxydase) ; substrat de l’enzyme
Séquençage de nature chimique
- Méthode d’Edman
- Hydrolyse chimique après action du bromure de cyanogène (CNBr)
Séquençage de nature enzymatique
- Aminopeptidase
- Carboxypeptidase
- Trypsine
- Chymotrypsine
Méthode d’Edman
= Phénylisothiocyanate
- Libère le N-term
Hydrolyse chimique après action du bromure de cyanogène (CNBr)
Coupe après Met
Aminopeptidase
- Exopeptidase
- Coupe la liaison après le Nterm
Carboxypeptidase
- Exopeptidase
- Coupe la liaison peptidique entre l’avant dernier AA et Cterm
Trypsine
- Endopeptidase intestinale
- Coupe la liaison peptidique après Lys et Arg
Chymotrypsine
- Endopeptidase intestinale
- Coupe la liaison peptidique après les AA aromatiques (Phe, Tyr, Trp) et Leu
