chapitre 3 Flashcards
1
Q
Décrire la liaison peptidique
A
- La liaisons peptidique est une liaison qui va permettre de relier les différents acides aminés dans les chaines polypeptidiques. Cette liaison est dite plane puisqu’elle ne permet pas de rotation autour de ses liens. Ceci vient restreindre les structures possibles.
1
Q
Nommer les éléements importants de la structure d’une protéine
A
- On a l’extremité carboxique terminale, l’extremité amino terminale, les chaînes latérales et les liaisons peptidiques.
2
Q
Quelles sont les interactions possibles dans la chaine polypeptidique?
A
- On a des interactions électrostatiques (inoiques), des interactions Van der Waals avec des chaines latérales non polaires qui vont se concentrer aux centres des protéines et des liaisons pont H qui vont permettre de relier des parties de chaines ensemble. Ceci permet de replier la protéine et lui donner une forme.
3
Q
Où se trouvent les liaisons hydrogènes dans la chaine polypep dans l’hélice alpha?
A
- Elles vont aussi se retrouver au sein d’une même chaîne à tous les 4 acides aminés ce qui va permettre d’avoir la forme de spirale. Elle va impliquer des résidus proche les uns des autres.
4
Q
Décrire le feuillet beta
A
- Elle consiste en brins beta qui sont parallèles ou antiparallèles faisant partie d’une même chaîne polypeptidique mais repliée sur elle-même. Sur cette structure, les liaisons vont se faire à l’horizontal entre différentes chaînes.
5
Q
Quelles liaisons hydrogènes sont plus fortes entre celles présentes dans les feuillets beta parallèles et antiparallèles ?
A
- Ce sont les liaisons pour le feuillet antiparallèles puisque les liaisons sont plus courtes mais aussi droites ce qui leur confèrent une force plus élevée.
6
Q
Quelles sont les différentes structures d’une protéine?
A
- Il y en a 4 au total : chaine polypeptidique avec la fin et le début, la structure secondaire, la structure tertiaire et la structure quaternaire.
- Primaire = séquence d’acides aminés d’une protéine
- Secondaire : motifs répoétés régulièrement des conformations du squelette avec des liaisosn hydrogènes
- Tertiaire : la manière que ces structures s’assemblent pour former une structure globale de la protéine
- Quaternaire : arrangement relatif de deux chaîne polypeptidiques individuelles ou plus
7
Q
Qu’est-ce que représente la structure compacte ?
A
- Elle représente tous les rayons de Van der Waals des atomes dans une protéine.
8
Q
Décrire le dessin d’une protéine sous le modèle en ruban
A
- On peut voir avec ce type de modèle que les protéines sont composées de structures avec des feuillets beta et des hélices alpha. Elle permet aussi de visualiser les structures des protéines et les comparer.
9
Q
Comment on représente les différentes formes dans le modèle de type ruban?
A
- On va avoir les hélices alpha qui vont être représentées par des rubans courbés (en hélice) et les brins beta par des flèches qui sont doucement courbés pointant vers le terminal carboxyl.
10
Q
Définir et différencier le domaine et le pli protéique
A
- Les domaines peuvent faire des structures stables avec des fonctions, les fonctions sont des plis et il peut avoir peu par rapport au nombre de protéine et chaque pli peuvent avoir différentes fonctions. Un domaine est un pli mais avec une fonction spécifique. C’ets une structure stable dans la structure tertiaire. Le domaine étant indépendnat du reste de la protéine, il peut être échangé de protéine et il gardera sa fonction. Chaque domaine possède un plis.
- Les plis sont des combinaisons de motifs structuraux trouvés dans des variétés de protéines mais sans fonction spécifique. Un pli peut se retrouver dans différentes protéines (trouvé dans la structure tertiaire). LE pli réfère à l’arrangement de la structure secondaire des éléments. Plusieurs structure tertiaire et fonction vont utiliser le même pli. C’est pour cela qu’elles n’ont pas leur propre fonction
11
Q
Qu’est-ce que fournit la structure tertiaire ?
A
- La position de tous les atomes su squelette polypeptidique ainsi que celle des atomes des chaînes latérales. Ainsi, selon cette définition chaque protéine possède une structure tertiaire unique.
12
Q
Problème avec le modèle en ruban
A
- Avec ce modèle, les protéines dessinées ont beaucoup de similitudes donc il faut trouver des termes pour différencier les protéines. D’où l’utilité des termes de domaine protéique et plis protéique.
13
Q
Les domaines sont associés à ?
A
- Une fonction spécifique.
14
Q
Quel est le plis le plus commun ?
A
- Le tim barrel et il peut catalyser des réactions dans 5 de 6 majeurs enzymes groupes de classification.Ceci étant dit, une protéine avec ce plis ne nous permet pas de savoir qu’elle est sa fonction.
15
Q
Décrire les structures de surenroulement
A
- Cette structure, qui est un pli protéique, va se former lorsque deux ou plusieurs hélices alpha hébergent la majeure partie de leur chaine latérale non polaire d’un seul côté de telle manière que les deux hélices puissent s’enrouler l’une autour de l’autre en orientant les chaîne latérale vers l’intérieur. Il implique l’interaction de chaîne latérales non polaires pour donner des structures bi spiralées.
16
Q
Quelles sont les synonymes pour la structure bispiralée ?
A
- Faisceaux d’hélices
- Torsades d’hélice
- Superhélices
- Structure en surenroulement
- Fermeture éclair à leucine : présence répétée de résidus de leucine ou d’autre a.a à groupements latéral aliphatiques.
17
Q
Quels sont les forces d’attractions qui vont permettre de faire les faisceaux d’hélices ?
A
- Les interaction hydrophobes et le forces Van der Waals (n’importe quels atomes qui sont en relation intime les uns avec les autres vont les subir).
18
Q
Décrire les domaines d’une protéine à plusieurs domaine
A
- Avec la figure 3-11 on voit un exemple d’une protéine qui possède plusieurs domaines. En son sein, elle a le domaine de l’ATP en jaune et orange (fonction kinase) où l’ATP va pouvoir venir se mettre. On a le domaine SH2 et SH3 qui sont des domaines avec des fonctions spécifique de régulation qui ont une structure qui ne dépend pas du reste de la protéine. Entre ces différents domaines on aura des régions non structurées qui permettront de les relier.
19
Q
Nombre de domaine et taille de la protéine
A
- Les plus petites molécules protéiques ne contiennent qu’un seul domaine alors que les plus grosses protéines vont pouvoir en contenir plusieurs douzaines souvent connectées entre elle par de courtes chaines polypeptidiques relativement non structurées pouvant agir comme des charnières entre les domaines.
20
Q
Comment est-ce que c’est possible qu’il y a moins de conformations adoptées que celles estimée par Alberts ?
A
- Il y a la sélection naturelle qui vient en jeu. Ce ne sont pas toutes les séquences aléatoires qui vont donner une structure stable. Ainsi, sur le long terme on va avoir de sprotéines qui vont se modifier pour donner des protéines stables et fonctionelles et avoir une structure plus efficaces que la dernière. Alpha fold est un logiciel qui permet de prédire la structure que pourrait adopter une chaîne polypeptidique pour être stable
21
Q
Le terme conformation réfère à quoi?
A
- La structure de la protéine en entier, c’est un peu comme la structure tertiaire.
22
Q
Qu’est-ce qui permet de regrouper des protéines en famille ?
A
- Leur séquence d’acides aminés et leur conformation tridimensionnelle qui se ressemblent. Ceci peut se voir par exemple pour les sérines protéases qui ont des bouts de séquences très similaires et des conformations très similaire (plus choquant et visible pour la conformation). Les membres de cette famille vont cependant avoir des activités enzymatiques différentes et des fonction différentes dans l’organisme.
- Ceci s’applique même pour des protéines de même famille (fonctions similaires) mais présente dans différentes espèces (protéine de levure et de drosophile structure similaire et juste 3 acides aminés différents entre les deux protéines). Souvent pour ce cas, on va voir que plus l’individu est complexe, plus il y aura présence de nouveaux domaines
23
Q
Décrire la figure 3-15
A
- On va voir qu’au cours de l’évolution des protéines vont acquérir des nouveaux domaines. Toutes les protéines présentées ont une fonction différentes, mais ce qu’on voit c’est que toutes ces protéines ont un domaine simialire en rouge, mais que le reste on des domaines ajoutés. CE qui est important est le fait que les groupes de la même famille ont des domaines similaires, mais qu’il y a eu ajout d’autres domaines qui sont présent pour la fonction particulière de la protéine.
24
Est-ce que les domaines sont spécifiques à une protéine ?
- Non, ils peuvent se retrouver dans différentes protéines, mais chaque domaine à sa propre fonction.
25
Comment deux protéines peuvent s’unir ensemble?
- À l’aide des liaisons faibles non-covalentes, il est possible d,unir deux sous-unités de protéines ensemble pour former la structure quaternaire. Le site où se lie ces deux protéines s’appelle le site de fixation. La même chose pour la fixation d’autres molécules.
26
Décrire la figure 3-19. Qu’est-ce qu’elle montre?
- Elle montrer deux sous unirés protéiques identiques qui vont re rejoinre ensemble et se lier sur leurs site de fixation (situé sur un feuillet beta) ce qui permet de fomrer un dimère de protéine.
27
Comment se fait la formation d’un dimère?
- Deux sous unités de protéines vont se lier ensemble sur leurs sites de fixation qui est le même et présent sur les deux protéines.
28
Comment se fait la liaison de molécule tétramériques ?
- Les sous-unités vont se lier ensemble à partir de leurs sites de fixation. Pour assembler les 4 sous-unités, chaque sous unités vont avoir 2 sites de fixation différents.
29
Quelle est la structure utilisée pour relier les sous-unités du dimères à la figure 1-2?
- C’est un surenroulement.
30
Quelles sont les 4 grandes catégories de protéines ?
- Globulaire
- Fibreux
- Membranaire intégral
- Intrinséquement désordonné
31
Décrire les protéines globulaires
- Elles sont généralement hydrosolubles avec une structure repliée de manière compacte donnant une forme un peu sphéroïde et composée de mélange de structures secondaires. Une fois la structure formée, on verra que le cœur de la structure tridimensionnelle sera non polaire et que l’extérieur sera polaire afin d’interagir avec les molécules externes.
32
Décrire les protéines fibreuses
- CE sont de grandes molécules allongées et souvent étroites qui seront constituées d’une longue chaîne polypeptidique qui contient de nombreuses copies en tandem d’une courte séquence d’acides aminés formant une structure secondaire répétée unique comme le collagène.
- Elles peuvent sinon être formées de sous-unités protéiques globulaires répétées comme l’arrangement hélicoïdal des monomères d’actine G. Souvent ce type de protéine de fibres multiprotéiques sont difficilement solubles dans l’eau et jouent un rôle structural ou participent aux mouvements cellulaires.
33
Décrire les protéines membranaires
- Il y a les protéines membranaires intrinsèques qui vont s’enchâsser dans la bicouche phospholipidiques des membranes. Il en existe différents types
- Il y a les protéines qui vont traverser la membrane ou qui vont s’y enchasser directement dedans comme la protéine 1 2 3 et 4. les protéines intrinsèques
- Il y a les protéines qui sont attachées à la membrane mais de manière indirecte (lipide ou autre protéine membranaire) les protéines extrinsèques
34
Décrire les protéines intrinsèquement désordonnées
- Contrairement à la plupart de sprotéines qui ont une structures stables dans leur état normal (état natif), ce type de protéine a une chaine polypeptidique entière qui est désordonnées. Elles sont donc une structure flexible, mais sans conformation.
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Où sont présent les segments désordonnés?
- Ils peuvent être présent dans les protéines désordonnées, mais aussi dans des protéines avec des structure. Elles vont s’appeler des régions intrinsèquement désordonnées.
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Différents assemblages des protéines
- On peut avoir un site de liaisons qui permet de faire des dimères de sous-unistés avec liaison sur les sites de fixation
- On peut avoir des protéines avec deux sites de liaison pour faire un tétramère, mais sinon on peut aussi avoir plusieurs sites de fication pour faire différentes liaisons permettant de faire une protéine filamenteuse
- On peut faire des anenaux avec différents sites de fixation
37
De quel types sont les enzymes 6
- CE sont des proté.ines globulaires qui ont pour la plupart une forme arrondies., mais on peut aussi avoir des protéines qui sont généralement d’une structure tridimensionnelle simple et allongée protéines fibreuses.(pas en lien avec les enzymes la fin)
| continue de même
38
Décrire les protéines fibreuses
- Ce sont de longs filaments qui vont jouer un rôle structural comme le collagène ou encore l’elastine. Le collagène sera un long fibrille qui aura la même résistance que de l’acier. C’est une longue séquence répétée qui est composé d,un pli protéique qui ressemble au coiled coil.
39
Qu’est-ce qui différencie la force de l’elastine et le collagène
- Le collagène est une protéine fibruse structurée qui est liée par un pli similaire au coiled coil pour la structure quateranire.
- On a l’elastine qui est une autre protéine fibresue qui a un rôle structural qui est généralement différent et qui est aussi légèrement désordonnée. Les parties de la chaîne polypeptidique qui est désordonnée lui eprmet d’être légérement plus élastique et lui permet de s’étireur un peut comme du caoutchouc. Si on étire la fibre on peut avoir une forme et si on enlève la force, la protéine peut retrouver sa forme initiale (elle s’enroule spontanément). Ceci se base sur la présence de partie désordonnées dans la protéine
40
Est-ce que les protéines désordonnées sont abondantes ?
- Oui on dit qu’un quart de toutes les protéines eucaryotes peuvent adopter une structure désordonné. Il faut savoir donc que cette abondance signifie une importance relié à cette conformation.
41
Quels sont les 4 rôles possibles connus pour les régions désordonnées ?
1- Fixation : une fois fixée sur la surface de l’autre protéine, la protéine rouge pourra adopter sa forme 3D. Dans ce cas, elle adoptera sa forme juste lorsqu’elle sera en solution. Elles vont former des sites de fixation des autres protéines.
2- Elles vont pouvoir agir dans les processus de signalisation. Elles seront souvent impliquées dans la phosphorylation des chaînes polypeptidiques. On va avoir des sites où le phosphore pourra être transféré ce qui va mener à un changement de la structure de la protéine. Elles peuvent être facilement modifiées de manière covalenete ce qui va changer leurs préférences de fixation. De cette manière, elles seront fréquemment utilisée dans des processus de signalisation cellulaire.
3- Les régions non structurées vont souvent avoir l’aspect de longes qui vont maintenir des domaines protéiques interactifs en étroite proximité.
4- Un réseau dense de protéines non structurées qui peuvent former une barrière de diffusion comme le font les nucléoporines pour le pore nucléaire (contrôle de la sortie).
42
Qu’est-ce qu’il sera souvent présent pour faciliter le maintien des structures de protéines dans la matrice extracellulaire ?
- Elles vont être stabilisées par des liaisons transversales covalente qui peuvent relier deux acides aminés d’une même protéine ou sinon connecter différentes chaînes polypeptidiques dans une protéine à plusieurs sous unités. Les plus fréquentes sont les liaisons disulfures (S-S).
43
Liaisons disulfure stabilisation protéines
- On peut avoir des liens entre les groupements S-H pour faire une liaisons disulfure présentes dans un résidus dans une chaîne polypeptidique ou deux chaînes polypeptidiques.
44
Où sont formées pour la plupart les liaisons disulfures ?
- Généralement dans le cytosol où il y a une forte concentration d’agents réducteurs qui vont permettre la liaisons des deux soufre en groupements SH de la cystéine. Ce seront souvent des cellules excrétées qui vont avoir ce type de liaisons produites.
45
Décrire l’insuline et sa transformation
- Elle est synthétisée sous forme de pro hormone qui va avoir besoin d’un clivage protéolytique pour fonctionner. Il y aura formation de structure ou de protéines sous forme de précurseurs comme l’insuline. Pour son fonctionnement, il sera nécessaire de faire un clivage permettant de former sa forme finale. On a donc existence de gènes qui produisent des protéines qui vont nécessiter un clivage protéolytique pour permettre la création de la protéine fonctionnelle et finale. Ici pour l’insuline, il va devoir faire un clivage dans le gris pour avoir une protéine finale. Dans le processus de maturation, il y aura stabilisation par la formation des ponts disulfure permettant de garder cette structure inactive de la protéine. Pour l’activer, il faudra faire le clivage. Ce clivage sera irréversible et il sera nécessaire de passer par le précurseur pour former la protéineé Si on détruit la structur de la protéine active. Ainsi, on peut voir qu’on a des protéines synthetisées sous formes inactive, pour l’insuline stabilisée par des liaisosn disulfures, et qu’il est nécessaire de cliver certaines sections de la chaîne polypeptidique pour obtenir le résultat final et actif de la protéine.
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Autres exemples de protéine avec forme de précurseurs
- On a la fameuse pro-opiomélanocortine où il sera nécessaire de faire plusieurs clivages pour la maturation de cette hormone. ON va avoir d,Autres hormones qui vont nécessiter un clivage pour être activées. Il est possible de faire plusiuers clivages dans une protéine pour avoir sa forme finale. Ici les agents opiacés sont des agents physiologiques importants. Ces six hormones peptidiques sont synthetisées à partir de la pro-opiomélanocortine obtenue par le clivage proéolytique.
47
Décrire les fibrilles amyloïdes
- Ces fibrilles sont construites à partir d’une série de chaînes de polypeptides idetiques qui s’entassent en couches superposées pour créer une pile continue de feuillets beta dont les brins beta qui sont orientés perpendiculairement à l’axe des fibrilles forment un filament beta croisé. Elles peuvent mener à des maladies chez l’humain. Ce sont des structures protéiques qui vont être colorées avec des colorants spécifiques. Elles vont juste pouvoir se replier sur elle-même si elles possèdent plusieurs copies de la séquence prédisposante.
- Elles vont avoir des structures protéiques particulières qui ont des rôles cellulaires normaux mais qui surtout peuvent contribuer à des maladies si on a des repliements anormaux. Elles vont se replier en feuillets : donne une structure particulière.
- C’est une agrégation pathologique de plus de 20 protéines qui appartiennent à des familles dénuées de relation fonctionnelle ou structurale
48
Quelles sont les étapes pour former un amyloïde
- L’étape centrale que l’on peut artificiellement reproduire in vitro est un changement de conformation d’une protéine native en une protéine apte à l’auto-agrégation sous forme, majoritairement, de feuillets beta.
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Qu’est-ce que veut dire amyloïde ?
- Substance présente dans les tissus animaux avec des affinités tintoriales communes avec l’amidon (teinte).
50
Est-ce que les amyloïdes sont rares ?
- Non en fait un étonnamment grand nombre de protéines variées, car le court segement de la chaîne polypeptidique formant la colonne vertébrale de la fibrille peuta voir une variété de différentes séquences. Il faut un petit bout dans la séquence pour former un brin beta et former la colonne vertébrale donc beaucoup peuvent le faire, mais ça reste anormal comme structure. Cependant, très peu de protéines vont former un amyloïde dans la protéine.
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Description de la structure d’une fibrille amyloïde
- On voit que les protéines se retournent continuellement pour se replier sur elle-même formant ainsi la colonne vertébrale cross bêta qui donne une fibrille amyloïde. La colonne vertébrale qui est causée par les brins beta qui se replient l’uns sur l’autre.
52
Quelles zone du corps est particulièrement sensible aux amiloïdes ?
- Le cerveau puisqu’il est composé de cellules nerveuses extrêmement organisée et incapables de se regénérer. Les amyloïdes les plus sévères sont ceux liés à des maladies neurodégénératives comme la maldie d’ALzeihmer ou encore celle de Parkinson.
53
Est-ce que les amyloïdes sont juste négatives ?
- Non on sait dorénavant que les cellules vont exploiter ce type de structures pour faire, entre-autre, des granules sécrétoires. CE type d’amyloïdes seront réversibles. Les cellules vont les utiliser par exemple pour stocker les hormones polypeptidiques. Certaines bactéries vont aussi faire usage des amyloïdes pour tapisser leur surface externe permettant de former le biofilm qui vont empêcher les bactéries de se coller ensemble et les aider à survivre à certaines conditions de l’environnement.
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Décrire les granules sécrétoires
- On va stocker à l’intérieur des hormones peptidiques matures qui vont s’accumuler dans le granule de concentration sous forme amyloïde avec les peptides collés les uns sur les autres ce qui permettra de mettre dans le granule une plus grande quantité de protéines. Une fois qu’elles sont trouvé l’extérieur de la cellule, elles peuvent renverser ce qui les rend amyloïdes pour se disperser et faire leur travail.
55
Décrire les biofilms
- Ce sont des molécules qui sont sous formes amyloïdes qui vont venir favoriser la formation de biofilms. On va avoir une sous unité matrice composée de 3 répétitions de la séquence prédisposante dans les deux molécules ce qui va faire qu’il y aura un deux repliements sur eux-mêmes (repliement des deux molécules sur elles-mêmes). Elle mènera donc à un empilement répété de plusieurs molécules les unes sur les autres.
56
Décrire le PrP
- Nommée protéine prion, cette protéine va se retrouver sur la surface externe de la membrane plasmique surtout des neurone et aura la propriété de former des amyloïdes pathologiques infectieuses parce qu’elles ont la capacité de convertir les molécules normalement repliées des protéines prion et les mener à leur forme pathologique. La différence avec le sautres amyloïdes est que cette forme est transmissible par le fait qu’elles peuvent transformer des protéines nomrlaes en protéines infectieuses.
57
Formation des prions pathologiques
- L’idée serait qu’il y a existence d’une protéine normale à conformation normale qui peut subir des changement de conformation rare qu’on appelle la forme anormale de la protéine prp. Une fois que cette protéine adopte la mauvaise conformation, il lui est possible de former des agrégats en recrutant des protéines normales et en les menant à prendre une conformation anormale. Elle fera ensuite des liaisons avec ces protéines à mauvaises conformation pour former un agrégats de protéines sous forme de fibrille amyloïde. Le recrutement se fera plusieurs fois - forme d’un amyloïde mais pas celui pour l’humain puisqu’on connait pas encore sa structure. On suppose que c’est similaire.
- C’est un rétrocontrôle positif qui va propager la forme anormale du PrP et entraîner la dissémination rapide de la conformation pathologique d’une cellule à l’autre dans le cerveau en provoquant finalement la mort. On peut propager cette maladie en mangeant des individus infectés comme avec la vache folle.
58
Les propriétés biologiques des protéines dépendent de quoi ?
- De ses interactions physiques avec d’autres molécules. Elles vont toutes s’associer, se coller ou se fixer à d’autre molécules. Cette liaison peut être forte ou faible donc de courte durée. Dans tous les cas, on aura une grande spécificité, car chaque protéine peut jsute se fixer à une une quelques molécules parmis des milliers d’autres. La molécule qui s’y lie sera appelée ligand.
59
Comment le complexe entre ligand protéine se stabilise ?
- Par la présence de multiples liaisons covalentes faibles, mais permettant la stabilisation par leur grands nombre. Une fois la structure 3d prise par la protéine son site de fixation sera disponible et il sera possible d,y stabiliser un ligand par des liaisons multiples ionique,s hydrophobes, hydrophiles et autres.
60
Quels rôles donnés aux nucléotides
- Elles vont avoir beaucoup d’autres fonctions autre que faire parue des polynucléotides. Certains nucléotides, comme l’AMP cycliques, vont être utilisées dans la cellule comme des molécules signalétiques. Cette molécule sre aentre-auter mise sur ke site actif de la protéine afin d’activer la protéine. Pour l’AMP, on aura stabilisation par la formation de liaisons ionique entre le phosphore et le groupement arginine. On va avoir aussi avoir des liaisons hydrogènes créées entre l’Acide glutamique et la protéine.
61
Comment les molécules protéique ont une réactivité chimique ?
- Elle ne va pas juste dépendre de la nature des chaîunes latérales d’acide aminés qui sont exposées mais aussi leur orientation exacte les unes en fonction des autres. Ceci explique pourquoi deux conformations légèrement différentes de la même molécule protéique peuvent différer grandement du point de vue chimique.
62
Exemple d’Acide aminé réactifs dans le site actif d,une protéine
- On va avoir trois acides aminés avec une chaîne latérale dans la protéine. On va avoir l’aspartine qui a une charge négative, l’hystidine qui va faire une liaison H avec la sérine présente. Même si ces acides aminés sont éloignés, ils vont être rapprochés par les liaisons formées dans le site actif et permettre une certaine conformation. Ici, la sérine est normalement pas chargée, mais dans ce cas, sa charge sera favorisée par la forme de la sérine qui est attachée aux autres acides aminés. Ceci permet de rendre la sérine sous forme de groupement réactif.
63
Nommer et décrire les trois modes de fixation de deux protéines entre elles
1- Surface-corde : L’idée ici est que la surface de la protéine verte va permettre à la protéine bleue, chaîne polypeptidique, de venir s’y fixer. Ceci fonctionne pour la fixation de deux protéines entre elles. Une surface rigide d’une protéine peut s’unit avec une boucle allongée ou un corde de la chaîne polypeptidique d’une autre protéine.
2- L’hélice alpha va permettre de faire une structure bi spiralée en fiasant un surenroulement entre les deux hélices de protéines. On va avoir dimérisation de la protéine cap en ayant fixation des deux monomères avec cette structure spiralée. Deux hélices alpha qui font un surenroulement.
3- Surface-surface : Le mode d’interaction le plus fréquent est la fixation d’une surface qui est longue par une autre protéine qui a une surface de forme similaire. Les interactions créées entre ces deux molécules vont être fortes parce qu’il y aura présence d’une multitude de liaisons faible. Il faut avoir une spécificité extrême pour qu’une protéine choisisse son partenaire et permette cette interaction. Deux surfaces rigides complémentaire maintiennent souvent deux protéines ensembles. Les interactions de fixation peuvent impliquer un appariement de brins beta.
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Exemple pour chaque type de liaisons
- Ce type d’interaction permet au domaine de SH2 de reconnaître un polypeptide phosphorylé formant une boucle dur une deuxième protéine, comme nous venons de le décrire et permet aussi à une protéine kinase de reconnaître la protéine à phosphoryler.
- Hélice-hélice se retrouve pour plusieurs familles de régulateurs transcriptionnels.
- Le mode de liaisons surface est le plus fréquent et elle permet aux protéines d’avoir un partenaire possible pour la liaison. La formation de dimères de deux sous-unités identiques sera permise par la formation de différents liens entre les feuillets beta de deux chaînes polypeptidiques différentes.
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Analyse quantitative de la force de fixation
- On va avoir les molécules A, B et C qui ne vont pas avoir de correspondances en termes de forme et il n’y aura pas formation de nombreuses liaisons faibles entre ces molécules à cause de l’absence de similitude dans leur forme. Ainsi, un faible température menant à leurs mouvements va faire qu’il y aura une facilité pour la rupture des liens entre ces molécules.
- On va avoir une molécule A et D qui vont avoir une surface qui s’adaptent bien et qui peuvent donc former suffisamment de liaisons faibles entre elles pour résister aux secousses thermiques. Ainsi, une petite température ajoutée ne les ménera pas à les séparer.
- LA force de fixation sera mesurée par la constante d’équilibre. On va appliquer dans ce cas le même principe que celui qui a été vu pour les réactions chimqiues impliquant des liaisons covalentes, amis ici pour des liaisons non covalentes.
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Constante d’équilibre et force de liaisons pour liaisons non covalentes
- La valeur exacte de la force de liaison entre deux molécules sera un bon indice utilisé pour la spécificité du processus de reconnaissance. On va utiliser les mêms notions que celles utilisée pour une réaction mais appliquée à des liaisons non covalentes permettant de mesurer une constante d’affinité qui est souvent utilisée comme mesure de la force de liaison entre deux molécules. Un résultat élevé sera significatif d’une liaison forte. On va prendre la constante d’équilibre de la réaction s’association (a+b ab). Si on prend la constante de dissociation pour cette mesure, plus elle sera petite, plus la liaison sera forte.
67
Les enzymes sont quoi ?
- Des catalyseurs extrêmement efficaces et hautement spécifiques qui vont permettre d’augmenter la vitesse de certaines réactions. Des réactions relativement rapides vont être augmentée de 7 millions de fois par l’enzyme alors que d’autres très lente prenant plusieurs années pour être réalisées vont être catalysée et vont être finie en quelques milli secondes.
68
Quel est la suite d’étape qui se passe pour une réaction catalysée par une enzyme ?
- L’Enzyme va former un complexe avec son substrat et va permettre à une réaction spécifique de se produire plus rapidement. Une fois le substrat modifié en produit, il y aura une affinité plus faible avec le complexe de l’enzyme. Elle sera donc relâchée et permettra à l’enzyme de catalyser à nouveau une réaction.
69
Nommer et décrire les 3 mécanismes pour la catalyse enzymatique
1- Enzyme se fixe sur deux molécules de substrat et les oriente précisément permettant d’encourager la réaction qui se produit entre elles. L’idée est que les deux molécules vont être gardées en place pas l’enzyme pour faciliter la réaction chimique et permettre aux groupement fonctionnels qui doivent réagir ensemble d’être plus proche et garder le bon allignement pour faciliter la réaction et qu,elle se fasse plus spontanément.
2- La fixation du substrat sur l’enzyme redistribue les électrons dans le substrat créant des charges partielles négatives et positives qui favorisent la réaction. Ceci va permettre de faciliter la réaction.
3- Les enzymes contraignent les molécules de substrat liées, les forçant vers un état de transition pour favoriser la réaction : Ceci permet une réaction de surface entre le substrat et l’enzyme ce qui en général gardera les enzymes en maintient pour favoriser la réaction. On applique une force qui va produire une distorsion des liaisons du substrat permettant d’augmenter la vitesse d’une réaction particulière.
70
Qu’est-ce que l’allostérie ?
- C’est n’importe quel changement dans la structure tertiaire d’une protéine qui est provoqué par la fixation d’un ligand, petite molécule ou protéine, ailleurs que sur son site actif.
71
Comment se transmet l’action du régulateur au site actif ?
- Elle va être transmise à distance. Pour expliquer en détail, la molécule régulatrice qui va se fixer sur un autre site que le site actif va venir changer la structure ce qui va favoriser la réaction ou permettre la fixation du substrat (parfois aussi défavoriser en empêchant le substrat de se fixer au site actif. Rarement physiologique, souvent des molécules externes). En ce sens, l’action du ligand, en changeant la structure de la protéine, est transmise à distance au site actif.
72
Régulation de l’activité catalytique de la cellule
- On va avoir des réactions enzymatiques qui vont permettre de faire une régulation négative de leur action. EN fait, le produit final z produit par une suite de réaction initié au début par une enzyme va venir inhiber la première enzyme qui est particulière à sa synthèse et va donc contrôler de cette manière sa propre concentration dans la cellule. (figure 3-55). Le produit va venir réagir sur la première réaction unique à cette voie et le produit final de la synthèse va venir inhiber sa propre enzyme.
73
Décrire les protéines kinases et leurs réactions
- Les kinases souvent présentes chez les eucaryotes seront multiples protéine qui vont être utilisées dans la phosphorylation de protéines. On aura aussi les phosphétase qui pourront venir enlerver les phosphates ajoutés par les kinases. Ces protéines seront utilisées pour la plupart dans la régulation du métabolisme de la cellule.
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Phénomène de phosphorylation de la protéine
- On aura une protéine cible qui va être phosphorylé par une protéine kinase en ajoutant un groupement phosphoryl (devient phosphate dans la liaison sur la protéine) permettant à la protéine cible de jouer dans al signalisation (pour la plupart, permet leur activation). Pour venir arr^ter la signalsiation produite par leur phosphorylation on va utiliser une autre enzyme appelée la phosphatase qui va venir enlever le phosphate. Pour la plupart des cas, la source de P sera l’ATP, Dans ce cas, il n’agira pas comme source d’énergie mais plutôt comme source de phosphate pour la signalisation. On va profiter du fait que cette substance existe et que les enzyme puisse l’utiliser pour mettre des phosphates sur des molécules.
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Quels sont les deux options des effets de la phosphorylation ?
- La protéine peut être inactive en absence de phosphorylation et elle est activée une fois l’ajout de phosphate (sérine)
- La protéine est active toute seul et se fait inactivée par la présence de phosphate et par sa phosphorylation.
- Deux = réversible
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Nombre de protéines kinases
- On va en avoir beaucoup dans les cellules et on va avoir plusieurs sous familles. Plusieurs de ces protéines vont jouer un rôle de phosphorylation, mais ce ne sera pas la seule action.
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Qu’est-ce qui permet la régulation de la kinase src
- Ce sont ces deux domaines SH3 et SH2 qui vont le permettre.
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Qu’est-ce que la phosphorylation implique ?
- Elle implique le transfert catalysé du groupement phosphate (phosphoryl) terminal d’une molécule d’ATP sur le groupement hydroxyle d’une chaîne latérale sérine thréonine ou tyrosine.
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Quels sont les 3 groupements hydroxyl latéraux qui peuvent se faire phosphoryler ?
- Sérine, thréonine et tyrosine
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Quelle liaison sera formée par l’ajout de phosphate ?
- Un liaisons ester
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Décrire la protéine Src
- Prononcée sarc cette protéine est la première protéine tyrosine kinase qui a été découverte. Il est maintenant connu qu’elle fait partie de la sous-famille de neuf protéine kinases qui sont très similaires et qui sont retrouvées chez les animaux multicellulaire.
- Elle contient une courte région N-terminale qui va se lier de manière covalente à un acide gras très hydrophobe qui va venir ancrer la kinase sur la face cytoplasmique de la membrane plasmique.
- Elle va avoir des régions non structurées qui vont servir de site cible pour la modification par phosphorylation.
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Activation de la molécule sarc – étapes
- On a la représentation de la structure à 3 domaines de la protéines sarc, kinase, SH2 et SH3. Entre ces domaines, il est possible de voir qu’il y a présence de peptides qui sont non structurés et qui possèdent une chaîne carboxylique qui est elle aussi non structurée. Entre autres, entre les deux domaines de la kinase on peut voir qu’il y a une chaîne polypeptidique non structurée avec une tyrosine sur le site actif qui est inactivée empêchant ainsi la poursuite du processus de signalisation qui va permettre d’habitude la prolifération cellulaire. Un autre élément important de la structure est la présence d’un phosphate sur la partie carboxyterminale de la protéine qui va faire une liaison avec le régulateur SH2. DU côt du SH3, on verra qu’il y aura une région non structurée qui elle sera en proche contact avec le SH3.
Pour activer la protéien il faut donc :
1- Éliminer le phosphate inhibiteur grâce à une phosphatase qui va relâcher une partie de la chaîne polypeptidique et le SH2.
2- On va recevoir un signal sous forme de ligand qui lui va être activateur. Il va se lier au SH3 et former un complexe qui va défaire la liaison qui ets vers la gauche de la protéine (proche du sh3) permettant ainsi de libérer le site de la SH2. À partir de ce moment, la protéine peut venir s’auto phosphoryler et mettre un groupement phosphoryl sur la tyrosine qui va devenir active et va pouvoir stimuler la croissance cellulaire et activer l’activité kinasique.
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Activation de la protéine sarc est un exemple de quoi
- La régulation de l’activité cellulaire. Tous les processus précédemment nommé sont des changements de conformation de la protéine qui sont un phénomène d’allostérie, même si ce sont des liaisons covalentes qui sont formées. LE contrôle de ce complexe permet de voir que c’est important pour la cellule de faire de l’économie, et ce aussi pour l’organisme.
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Quels sont les 3 questions qu’il faut se poser pour savoir si la protéine kinase Src marche ?
- Il faut se demander su le phosphate sur le SH2 est retiré?
- Est-ce que la liaison proche du SH3 a été interrompu?
- Est-ce que le phosphate a été ajouté sur la tyrosine du site actif ATP?
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Quel autre effet peut être amené par l’ajout ou l’élimination d’un phosphate ? Que va-t-il créer?
- Il peut contrôler l’activité protéique. Dans ce cas, le phosphate ne sera pas ajouté sur une protéine, mais il formera une partie du nucléotide à guanine (GTP_ qui va pouvoir se fixer sur une classe de protéine appelée de protéine fixant la GTP (GTP binding protéines. EN général, pour ces protéines ce sera l’ajout de GTP qui les rendra active. Ce sont des protéine pour la plupart régulatrices.
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Ajout et perte du groupement phosphate GTP
- La perte d’un groupement phosphate va se produire quand le GTP fixé est hydrolysé en GDP dans une réaction qui est hydrolysée par la protéine. Dans son état fixé au GDP la protéine sera désactivée. Ainsi, les protéines fixant le GTP vont agir comme des interrupteurs marche-arrêt dont le fonctionnement va être déterminé par la présence ou l’absence d’un phosphate supplémentaire sur une molécule GDP fixée.
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Activation et désactivation GTP protéine
- On a une protéine générique qui est une protéine qui va fixer le GTP. On va avoir hydrolyse du GTP de cette molécule, par elle-même, menant à une perte de phosphate venant ainsi inactiver la protéine. Le GDP créant un complexe moins stable que le GTP se détachera du domaine de la protéine GTP. Ayant plus aucuns ligands, la protéine récupère un site actif libre où un nouveau ligan peut venir s’y attacher. Elle devient donc susceptibel de se lier à un nouveau GTP et se réactiver.
- Ce processus est appelé commutateur moléculaire.
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Décrire les protéines fixant le GTP
- Aussi appelée les GTPases à cause de l’hydrolyse du GTP qu’elles catalysent, ces protéines constituent une grande famille de protéines qui contiennent toutes des variations du même domaine globulaire fixant le GTP. Elles font toutes une hydrolyse de leur ptopre GTP et fixation du GTP.
- Un exemple pour une protéine de ce type est ras. Elle va contenir un ou plusieurs groupements lipidiques qui seront liés de manière covalente afin de faciliter son ancrage sur la face cytoplasmique de la membrane où il y aura relais du signal aux reste de la cellule.
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Fixation GTP sur protéine fixant le GTP
- Lorsqu’un GTP se fixera fortement sur la molécule et qu’il est hydrolysé en GDP apr la protéine fixant le GTP, le domaine va subir un chnage,ent dans sa conformation qui va avoir pour effet de l’inactiver.
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Structure de la GTPase ras
- On va avoir un domaine au milieu qui ets le domain GTP qui va avoir comme rôle de fixer le GTP et qui va changer de conformation une fois le GTP changé en GDP. À la figure 3-64 on voit la partie qui changera de conformation lorsque le GTP sera hydrolysé.
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Explication de la figure 15-47
- Sur la face interne on voit que le sprotéine s’attache à la membrane de la cellule. On voit que protéine, autre que la sarc, possède des domaines SH2 et SH3. On voit dans cette figure qu’il y a différents types de protéines intrinsèques. Avec la protéine possédant le SH2 et SH3 on peut voir un autre exemple d,une protéine qui partacipe à la signalisation. On voit que par la suite elle va phosphoryler un GDP en GTP et qu’elle pourra donc venir se fixer sur une protéine RAS devenant active et envoyant pour message la prolifération cellulaire.
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Quel type de protéine intrinsèque est la GTPase Ras et la RTK ?
- RTK = type 1
- GTPase RAS = type 5
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Quel manière de faire de l’allostérie?
- L’Allostérie peut être par la fixation d,un ligand de régulation sur un autre site que le site ctalytique de la protéine ou sinon par modification covalente. Ceci aura pour effet de modifier la structure de la prot.ine et mener à un moyvement orienté.
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Quel type d’allostérie sera fait par la phosphorylation ?
- Ce sera une modification covalente. LA fixation va provoquer un change,ent de l,activité de la protéine qui peut être à la base de changements de mouvemnets orientés.
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Qu’est-ce qui permet le mouvement d’Une prot.ine ?
- CE sera un phénomène d’allostérue qui le permettra. On aura un changement de mouvement orienté qui sera expliqué par l’ajout d’ATP qui pour permettre le cliquet unidirectionnel pour le mouvement de la protéine dans la cellule
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Famille de petites protéine – description
- Les cellules vont avoir une famille de petite protéine qui vont s’attacher à d’autres protéines par des liaisons covalentes permettant de contrôler l’activité et la destinée de la protéine cible. Pour toutes ces protéines, l’extremité carboxyle de la petite protéine se liera au groupe amine d’une chaîne latérale de lysine d’une protéine cible par le bais d’une liaison isopeptidique.
- Une protéine de ce type est l’ubiquitine.
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Qu’est-ce que l’ubiquitinylisation et à quoi peut-elle servir ?
- CE type de réaction est l’ajout d’ubiquitine sur une protéine. Il peut y avoir l,ajout d,une seule ubiquitine ou d’une chaîne d’ubiquitine (mon ou poly). La liaisons sera iso car on en fera une seule.
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Décrire la polyubiquitinylisation
- On va avoir l’ajout d’une chaîne de 5 ubiquitine par une liaisons covalente sur une protéine sur une lysine formant une liaison isopeptidique. En s’y attachant, l’ubiquitine va avoir pour effet de cibler la protéine pour sa dégradation vers le protéosome.
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Décrire le protéosome
- C’est une grosse particule qui est de la taille d’une sous-unité du ribosome avec une structure assez élaborée sous forme d’un cylindre avec un cœur où se passera la protéolyse.
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Processus de transfert de protéines vers le protéosome
- L’ubiquitine va s’ajouter à la protéine cible sous forme d’une chaîne d’une vingtaine d’ubiquitine. Ceci va cibler la protéine pour qu’elle se déplace vers le protéosome. On va avoir par la suite consommation d’une molécule d’ATP pour défaire la chaîne d’ubiquitine en faisant une série d’hydrolyse. Ceci va avoir pour rôle de diriger la protéine vers le protéosome où il y aura reconnaissance. Une nouvelle protéine d’ATP aura pour rôle d’hydrolyser le ubiquitine et de déployer la protéine en défaisant sa structure tertiaire pour qu’elle puisse rentrer dans le protéosome et qu’elle soit dégradée en peptides. Ainsi, l’ubiquitine sert ici à cibler la protéine qui doit être dégradée.
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Modifications post-traductionnelles de la protéine (voir tableau 3-3 pour plus de détails)
- Ajout de phosphate sur la sérine, tyrosine ou tthréonine
- Ajout de ubiquitine sur la chaîune latérale de la lysine sur une protéine
- Ajout de méthyle ou acétyle sur une lysine
- Ajout de palmityle sur la cystéine : ciblage d’une protéine sur la face interne d’une protéine
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Peut-on modifier juste une seule protéine ou une seule chaine ?
- Non il y aura plusiuers protéines qui vont être modifiées sur plus d,une chaîne latérale.
- Avec la figure 3-79 on peut voir qu’on peut avoir sur une même protéine des signaux activés par la phosphorylation, de l’acétylation. On peut donc avoir plus d’une liaisons covalentes ou plus d’un signaux ou modif qui est fait sur une même chaine polypeptidique.
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Protéine p53 - modifications
- Elle va avoir un rôle important dans le contrôle de la réponse cellulaire et des agressions diverses et dans le cancer (muté dans 50% des cancers humains). Elle peut avoir plus de 20 sites différents par 4 additions moléculaires différentes.
- Elle va être phosphorylé en N terminal, à l’interne et au C terminal.
- Elle peut avoir uniquitinisation à différents endroits
- On peutr faire un ajout de SUMO ou encore acÉtylation.
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Condensats biomoléculaire – synonymes
- On va le décrire sous différents noms : Coacervats biomoléculaires, granules sans membrane, séparation de phase liquide-liquide
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Exemple de condensat biomoléculaire
- Le nucléole : il n’a pas de membrane, mais est quand même non solubilisé dans le cytoplasme.
- La formation de condensats biomoléculaire qui comporte plusieurs organites sans membranes classiques comme le nucléole mais aussi des assemblés utiles pour les phénomènes de signalisation, transcription ou encore la traduction. comme de l’huile dans de l’eau.
- Il y en a beaucoooooouuuup
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Qu’est-ce qui soutient le condensat biomoléculaire
- La séparation de phase liquide-liquide, formation de deux phases acqueuses séparées et non unies en solution.
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Décrire les condensats biomoléculaires
- Ce sont des compartiments à l’échelle des micomètres qui sont présents dans les cellules eucaryotes et qui ne sont pas entourées par des membranes, mais par des ARN ou encore des protéines sous concentration élevées, changeant ainsi leur propriété chimique les mettant sous forme de gel. Ils vont être utilisés pour plusieurs processus dont la formation des ribosomes.
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Qu’est-ce qui jouerait un rôle importnat pour la formation des condensats biomoléculaires ?
- La séparation de phase liquide-liquide entrainée apr des interactions multivalentes. Ce sera des interactions entre protéines et entre ARN qui le permettra. Ces liaisons seront toujours en changements et ne formeront aps de complexes qui sont relativement stables.
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Description de la figure 3-77
- On voit qu’au milieu on a des condensats biomoléculaire où on a des protéines d’Échaffaudages non structurées est de ARN à concentration élevée. Ce qu’on pourra voir sont des interactions de proximités entre les molécules d’ARN et entre les molécules de protéines. Ces liaisons ne seront jamais les mêmes et comporteront différentes versions. On voit donc la multivalence des interactions entre les macromolécules d’échaffaudages ce qui entraîne la formation de ces condensats biomoléculaire. Ce type de structure avec cette composition élevée en protéines et ARN va faire qu’on va se retrouver avec des condensats sous forme de fel qui vont se séparer des autres phases.
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Pourquoi est-ce que les molécules sont concentrées de cette manière?
- On suggère que les protéines peuvent former des amiloïdes réversibles qui vont être non solubles et qui vont permettre de former un gradient de concentration qui amènera les protéines vers l’entrée du glomérule et favorisera leur entrée ????
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Si on met des condensats proche comment vont-ils se comporter ?
- Un peu comme des goutelettes de liquide, elles vont se fusionner. On en a trois au débnut et qu’une seule grosse à la finé C’ets un peu comme le comportement des goutelettes d’huile. Ceci sera entre autre aperçu lors de chaque division des cellule avec les nucléoles.
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Comportement des nucléoles quand rapprochées
- On a mis des nucléoles de xénope en solution et rapprochées et ce qu’on a pu voir est la fusion de celle-ci comme de l’huile dans une solution aqueuse.
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Nucléole et division cellulaire
- Ce qu’il se passe avec les nucléole dans la division cellulaire, c’est qu’il y aura désagrégation des nucléole en petites particules lors de la mitose (il y en a plus dans la cellule) et lors de la fin de la mitose on va reformer des nucléoles qui vont se fusionner pour en faire une seule. Ici on peut donc appliquer la notion de séparation de phase et des goutelletes d’huile pour le nucléole.
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Nucléole dans la fusion nucléolaire
- On a déformation des nucléole en reformation des structures qui est suivi par un processus de fusion des granules sans membranes.
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Proptiétés des machine macromoléculaire, condensatrs biomoléculaire et membrane en compartiment clos
- Machine : Ce sont des macomolécules avec une composition fixe avec une stochiometrie définie et une organisation spatiale de contenus. Elles sont formées d’un set spécifique de protéines ou de protéine et ARN. Elles s’assemblent spontanément et peuvent être formées de nouveau. Ceci étant dit, dans la plupart des cas l’assemblement est régulé pour se passer à des sites spécifiques.--> beuaucoup d’ARN et de protéine, ce peut être les machine de réplication d’ADN ou l’ubiquitine.
- Condensats : ce sont des molécules dynamiques qui sont souvent composée d’une structure simili liquide ou une peu comme un gel dans lequel des ARN et de protéines à domaines peu complexes forment des lien spécifique mais transitoires. Ils sont perméables au petites molécules. Elles sont plus grosses que la plupart des machines macromoléculaires. La composition des macromolécules est sélective, mais la stochiométrie est généralement non fixe. Ils peuvent être assemblées de nouveau et défaites en réponse à des changements de condition.-->pas de bicouche
- Compartiments : Créée une chimie distincte et un environnement protéique qui est maintenu par du transport actif à travers la membrane close. L’intérieur contient une stochiométrie variable de macromolécules en solution, déterminé par le transport actif. Elles ne sont pas perméable à la plupart des petites molécules. Leur formation demande normalement un compartiment à membrane close préexistante d’une type spécifique. – particules avec des membranes et bicouches
