Chapitre 3 Flashcards
3 types de protéines
Protéines fibreuses
Protéines globulaires
Protéines membranaires
Pourquoi les protéines fibreuses n’ont pas beaucoup de rensignements à propos de leur structure?
Elles sont difficiles à cristalliser donc on ne peut pas faire de cristallographie à rayons X
2 fonctions des protéines fibreuses
- Matériel structural
- Fonctions motrices (protéines musculaires et ciliées)
Les protéines fibreuses permettent de formuler quels structures?
Structures secondaires (Hélice a et feuillets B)
5 caractéristiques des protéines fibreuses
- Orientation parallèele à un axe
- Longues fibres ou grands feuillets
- Séquences répétitives au niveau de la structure primaire
- Bonne résistance mécanique
- Faible solubilité dans l’eau
La kératine a est surtout formée de quoi?
hélices a
On retrouve la kératine ou?
Cheveux, cornes, ongles, plumes
Deux types de kératine
Kératine a : mammifères (extensibles)
Kératine B : oiseaux et reptiles (rigides)
Chaque chaine de kératine contient quoi? Ils sont importants pour quoi?
-Un domaine central hélicoidal de type a
-Domaines terminaux globulaires non-hélicaux variables selon le type de kératine et le tissu.
IMP pour l’assemblage des filaments de kératine
L’unité de base de kératine a est l’intéraction entre:
1 kératine de type I (acidique)
1 kératine de type II (basique)
Deux chaines parallèles?
Plus en détail de la structure de la kératine
2 dimères forment un tétramère
2 tétramères s’associent
Les tétramères sont compactés hélicoidalement
Un filament de kératine contient combien de dimères?
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La structure de kératine est stabilisée par quoi?
Interactions hydrophobes Forces de Van der Waals Ponts d'hydrogène Liens ioniques Ponts disulfures
Deux maladies héréditaires au niveau de la kératine, et causent quoi?
Epidmermolyse bulleuse simplex - EBS: Anomalies de séquence - cellules basales (arrêt de la synthèse)
Hyperkétarose épidermolytique - EHK: Anomalies de séquence - cellules superbasales (mise en marche de la synthèse)
Causent ampoules à cause de la rupture de l’épiderme en raison des tensions mécaniques
Quelle est la protéines la plus abondante du corps humain?
Le collagène
Les types de collagène
Type I, II, III, IV
Collagène: rigide ou extensible?
Rigide
Collagène se retrouve ou?
Tissus conjonctifs, os, dents, vaisseaux sanguins
Collagène I
Plus commun
2 chaines identiques + 1 chaine différente (os, tendons et peau)
Collagène II
3 chaines identiques (cartilage)
Collagène III
3 chaines identiques (vaisseaux sanguins)
Structure du collagène + acides aminés
3D
Beaucoup de glycine et proline
Lys et Pro modifiés (hydroxylysine, hydroxyproline)
Séquence commun chez le collagène
Gly-X-Y-Gly-X-Y-Gly
X: souvent proline
Y: Hydroxyproline ou Hydroxylysine
Forte teneur en Gly, Pro et Hyp permet quoi (dans la structure du collagène)?
Triple hélice plus étirée que l’hélice a normal (3.3 résidus/tour vs. 3.6 pour hélice a)
C’est quoi le tropocollagène?
unité structurale de base (à partir du collagène)
Formé de 3 chaines de collagène entrelacées
Caractéristiques de la triple hélice
Les résidus Gly sont en face ou au contact du centre encombré
La glycine occupe une position spécifique
Les ponts H stabilisent la structure
Le collagène est synthétisé ou?
Fibroblastes
Ostéoblastes
Chondroblastes
9 étapes de la synthèse du collagène
1) Gènes pro-chaines transcrits (ADN en ARNm)
2) ARNm traduits sur RER : pré-propeptide
3) Hydroxylation de proline et lysine : RER
4) Glycosylation: RER et Golgi
5-6) Assemblage en procollagène (3 chaines) : Golgi
7) Sécrétion: matrice extracellulaire
8) Clivage en N et C terminaux: tropocollagène
9) Fibres de collagène et pontage (cross-linking)
Le pontage est imporant pour quoi?
Au niveau de la cornée
CXL : ?
Traitement pour le kératone et l’ectasie cornéenne
Collagènes I, II et III forment quoi?
Fibrilles à base de molécules de tropocollagène échelonnés
Zones claires et Zones sombres du collagène
Alternance de zones claires et sombres
Les zones sombres correspondent à l’espace entre molécules de tropocollagène
Maladies du collagène
Syndrome d’Ehlers-Danlos
Scorbut
Ostéogénèse imperfecta
Syndrome d’Ehlers-Danlos
Enzyme: manque de lysyl hydroxylase ou procollagène peptidase
Mutation de séquence de collagènes I, II et III
Symptômes: doigts et orteils flexibles, cicatrisation anormale, faiblesse musculaire, vaisseaux sanguins fragiles, articulations hypermobiles, peau extensible
Scorbut
Carence en vitamine C
Diminution de proline hydroxylase et donc de hydroxyproline
Symptômes: Lésions de la peau, déformation du visage, perte des dents
Ostéogénèse imperfecta
Os fragile
Décoloration du scléra
Mutation d’un des gènes pour former le collagène, donc perte de la structure d’hélice
L’élastine se trouve ou?
Poumons et vaisseaux sanguins
Acides aminés dans l’élastine
- 1/3 Gly, 1/3 (Ala + Val), riche en Pro et Lys
- Peu de Hyp, Hyl et AA polaires.
Élastine est syntétisée comment?
sous forme de tropoélastine
Formation de résidus allysine?
Lysyl et tropoélactine désaminés par lysyl oxidase
Desmosine?
3 allysines et 1 lysine
a-antitrypsine dans la dégradation de l’élastine
- Inhibe l’élastase (enzyme qui dégrade l’élastine) dans les neutrophiles
- Recouvre poumons pour empêcher la dégradation de l’élastine.
Défience de a-antitrypsine = ?
emphysèmes pulmonaires
substitue lysine pour glutamine
Comment a-antitrypsine peut inhiber l’élastase?
Besoin d’un résidu methionine pour se fixer à l’élastase.
Fumer cause quoi?
l’oxydation et l’inactivation du résidu méthionine et rend le a-antitrypsine impuissante à neutraliser l’élastase.
Soie de l’araignée (caractéristiques)
- Léger, élasique et résistant
- Protéines sécrétés par glandes abdominales (6 types de protéines et 1 substance qui sert de colle)
- Séquences répétitives (peu de proline)
- Feuillets B
Soie de l’araignée (Utilisations)
Textiles
Reconstruction ligamentaire
Régénération des nerfs
Caractéristiques des protéines globulaires
Compactes et sphériques Hydrosolubles Surtout des enzymes et protéines de transport Hélices a et feuillets B Pas de séquences répétitives
Quelle est la protéines globulaire par excellence? Pourquoi?
Hémoglobine: 1e masse molaire découverte 1e caractérisé par ultracentrifugation 1e a avoir été associée une fonction 1e a démontrer qu'une mutation ponctuelle provoque le changement d'un AA
Structure du Hb
Hétérotétramère
2 ss-unités a et 2 ss-unités B (parenté avec la Mb)
Différences en Mb et Hb (structure)
Types de chaines: 1 (Mb), 2 (Hb)
Nbre de chaines: 1 (Mb), 4 (Hb)
Nbre de résidus: 153 (Mb), 144 a et 146 B (Hb)
Hème: formé par quoi?
- Anneau hétérocyclique organique à doubles liaisons conjugés dite porphyrine
- Un atome de fer liant la porphyrine
Hème: rôle
Fixe l’O2
Exemple de molécule qui contient un hème
Complexe IV (cytochrome c oxidase) pour la respiration cellulaire
Qu’est-ce qui donne la couleur rouge au sang?
Hème
3 types d’hèmes
Hème b: Hb et Mb
Hème a: cytochrome c oxidase
Hème c: dans le cytochrome c
Fonctions de la chaine de Mb
Former une cavité hydrophobe pour recevoir l’hème
Former une cavité qui facilite la liaison entre l’hème et l’O2
Protèger l’ion ferreux contre l’oxydation par O2
**Agit aussi comme stockage de O2 dans les muscles
Composants de la Mb
8 hélices a reliés par des boucles
Partie protéique: globine
Groupement prosthétique: hème
Hème et myoglobine : Liaisons du Fer?
Forme 6 liaisons:
4 avec N de porphyrine
1 avec N de His F8
1 avec O2
Hème et myoglobine - résidu His E7?
Lie l’O2 par liaison H
Favorise aussi la liaison spécifique de l’oxygène
Hème et myoglobine - Fixation de l’O2
Oxygénation modifie le complexe Fe(II)-Hème
Changement de couleur violet foncé à rouge
Quelles protéines oxydent le Fe(II) en Fe(III)
Methémoglobine et Metmyoglobine
Mb ne fixe plus O2?
retour à Fe(II) - metHb réductase
2 formes de Mb
désoxymyoglobine: ne fixe pas O2
oxymyoglobine: fixe O2 (relâche O2 quand manque d’O2 dans les muscles)
Affinité de Mb avec O2
Très haute affinité
P50 : 2 Torr
Pression d’O2 normale dans les tissus?
20-30 Torr
Hémoglobine transporte quoi?
O2, CO2, NO (vertébrés sauf notothénoides)
Poissons de l’antartique et O2
En raison de la haute solubilité de O2 à basses températures, l’O2 est dissout dans le plasma et transporté directement.
3 types de Hb
Hb A (normale) a2B2 Hb F (foetale) a2y2 Hb S (anémie falciforme) a2S2
L’hème du Hb et Mb sont-ils la même?
OUI
Hélices dans les sous-unités a de Hb
A B C E F G H (7)
Hélices dans les sous-unités B de Hb
A B C D E F G H (8)
Qu’est-ce qui permet la stabilité de Hb
les contacts hydrophobes entre chaine a et chaine B (liaisons ioniques et H aussi présentes)
Fixation de l’O2 permet le mouvement de quoi? (Hb)
Hélice F et les boucles EF et FG
2 états structuraux d’Hb
État R : oxyhémoglobine - affinité plus grande pour O2
État T: désoxyhémoglobine - affinité mois grande pour O2
Phénomène de coopérativité
Lorsqu’un O2 se lie à un hème, la liaison d’O2 sur les autres hèmes devient plus facile.
Qu’est-ce qui facilite la coopérativité?(Hb)
Passage d’état T à état R : mouvement de hélice F, bris des liens, rotation des sous-unités
Courbe de liaison Hb pour O2
P50 = 26 Torr, proche de la pression normale des tissus, à cause de l’interaction coopérative des 4 sites pour le O2
Transport du Co2 par Hb
CO2 passe dans le globules rouges, se fixe à Hb, est amené aux poumons et est transformé en HCO3 + H
Effet de Bohr
Une diminution de pH = Hb relargue l’O2
Moins d’affinité quand augmentation de pCO2 ou diminution de pH
Exemples de modulateurs de l’affinité du Hb
2,3-biphosphoglycérate: diminue affinité (lie aux chaines et favorise état T)
Hb foetale: affinité pour O2 élevée, facilite le transfert d’O2 et Hb A de la mère et du foetus (affinité moindre pour le 2,3-biP
Maladies associées à un défaut de Hb (hémoglobinopathies)
Mutation qualitatif : mutation au niveau des chaines (anémie falciforme)
Mutation quantitatif: production inégale de chaines (thalassémie)
Anémie falciforme
- Présence de Hb S
- Mutation du aa 6 (Glu pour Val)
- Fréquente: Afrique, Inde, Méditérranée
- Hétérozygotes PROTÉGÉS, homozygotes AFFECTÉS
- Les fibres de desoxys HbS sont stabilisées par interactions entre Val B6: expose une région hydrophobe, provoque cristallisation et diminue capacité à fixer O2
Traitement de Anémie falciforme
traite avec hydroxyurée: stimule synthèse d’Hb F et compense la mutation de la chaine B
Thalassémies
Synthèse déficiente de la chaine a : thalassémies de type alpha (4 chaines B et faible affinité pour O2)
Synthèse déficiente de la chaine B: thalassémies de type béta (agrégats insolubles de chaines alpha, globules rouges immatures, anémie)
Définition de Hb artificielles
Dérivés d’Hb, alternative aux transfusionsm greffage de groupements chimiques sur Hb
Structure des membranes cellulaires
- Entoure la cellule et définit ses limites, maintient les différences entre le cytoplasme et l’extracellulaire.
- Double couche de lipides + protéines par liaisons non-covalentes
Exemples de lipides (à la membrane cellulaire)
Cholestérol : dans les deux couches
Phosphatidylcholine et sphingomyéline : neutre, côté extracellulaire
Phosphatidyléthanolamine, Phosphatidylsérine et Phosphatidylinositol : chargés - , côté cytosolique.
Trois classes de protéines membranaires
Protéines intrinsèques
Protéines extrinsèques
Protéines ancrées dans la membrane par des lipides.
Acides aminés dans les protéines intrinsèques
AA hydrophobes: ancrent la protéine dans la bicouche
AA polaires: à l’extérieur de la bicouche ou forment des canaux ioniques.
LEUR EXTRACTION de la bicouche nécessite des détergents (SDS, Triton X-100)
3 caractéristiques des protéines intrinsèques
- Fortement liées à la bicouche lipidique
- Contiennent des segments transmembranaires (chaine en hélice a ou feuillet B)
- Fonctionnent des deux côtés de la bicouche
Protéines ancrées dans la membrane - 2 sortes?
- Protéines ancrées dans le feuillet externe : moins nombreuses, accroché grâce au glycolipide
- Protéines ancrées dans le feuillet interne: par un acide gras.
Protéines extrinsèques - liaisons faibles avec quoi?
Têtes polaires des phospholipides
Portions hydrophiles des protéines intrinsèques
Deux caractéristiques des protéines extrinsèques
Facilement isolées à forte [] de sel et soluble en solution aqueuse.
Fonctions des protéines membranaires
Adhésion cellulaire (lectines, sélectines, cadhérines)
Ancrage du cytosquelette (spectrine)
Transport
Complexes enzymatiques et conversion d’énergie
Récepteurs
Adhésion cellulaire et ancrage par quoi?
Les jonction étanches, jonctions d’adhérence, jonctions de type gapm desmosomes et hemidesmosomes
Fonctions des jonctions étanches
Isoler l’intérieur de la cellule de l’extérieur
Jonctions d’étanches: formés de quoi?
Claudine et Occludine
Claudine
possède un domaine PDZ qui fixe l’actine au cytosquelette
Occludine
possède 9 domaines protéiques (5 intracellulaires et 4 transmembranaires)
Jonctions d’adhérences: formés de quoi?
Cadhérines et sont associés aux microfilaments d’actine
Fonctions des jonctions d’adhérences
Permet la fixation intracellulaire et la relation entre cellules par l’intermédiaire des filaments d’actine.
Fonctions des desmosomes
- augmente résistance aux tensions et aux étirements
- permet la fixation entre cellules
Fonctions des hemidesmosomes
- augmente résistance aux tensions et aux étirements
- permet la fixation de la cellule épithéliale à la lame basale
Desmosomes et hemidesmosomes: formés de quoi?
Cadhérines et sont associés aux filaments intermédiaires.
sous-unités de la spectrine
2 a et 2 B
Fonctions de la spectrine (3)
Essentielles au cytosquelette
Maintient l’intégrité de la membrane
Interactions avec d’autres protéines
Types de transport
Transport actif Transport passif Uniport : 1 molécule à la fois Symport: 2 molécules dans le même sens Antiport: 2 molécules en sens opposés
Transport passif (bref)
diffusion simple: canal aqueux
diffusion facilitée: transporteur protéique dans le sens du gradient de concentration
Transport actif (bref)
transporteur protéique contre le gradient de concentration, besoin d’énergie
Mécanismes du transport passif
Perméabilité sélective
Canaux protéiques
Perméabilité sélective - transport passif
formation d’un pore avec une ouverture spécifique pour faciliter le passage des molécules selon la taille.
Pores dans le transport passif et explication
Aquaporine
Protéine tétramérique: chaque monomère est un canal pour H2O
Monomère: 6 hélices a trans. + 5 boucles inter-hélices
Qu’est-ce qui fait l’aquaporine un filtre sélective d’eau?
Hélices B et E sont hydrophobes, motif Asn-Pro-Ala
Canaux protéiques - transport passif
Les molécules solubles se lient à des protéines et leur fait changer de conformation pour qu’ils traversent la membrane.
Possèdent un site de liaison spécifique (transporteur saturé = vitesse maximale)
Exemple de transporteur (canaux protéiques)
SGLUT1
Transpore glucose et sodium à l’intérieur de la cellule (glucose contre gradient, sodium avec gradient)
Transport actif - explication
Contre le gradient de concentration
Les gradients ioniques sont imp. pour les transports cellulaires.
Différentes types de pompes - transport actif
Pompes P Pompes F (ATP synthases) Transporteurs ABC (petites molécules)
Comment les pompes maintiennent les gradients?
les pompes à ions utilisent l’hydrolyse de l’ATP
3 sous-unités de la protéine transmembranaire
a: liaison des ions et ATP
B glycolysée: repliement, spécificité, stabilité
y: protéine régulatrice (selon le tissu)
Dans le sous-unité a de la protéine transmembranaire
- Domaine transmembranaire (hélices M1-M10)
- 3 domaines cytosoliques: N (nt), P (site de phosphorylation), A (site d’hydrolyse)
Étape de la pompe Na+/K+
1) Na+ se lie sur site spécifique : phosphorylation de la pompe et changement de conformation
2) Na+ sort de la cellule
3) K+ se lie, phosphorylation de la pompe
4) K+ est relargué dans le cytosol, retour à la conformation initiale
Courant net de pompe Na+ et K+
3Na+ pour 2K+
Contribue au potentiel membranaire (osmolarité : fait entrer Na+ et entrer K+, et maintient gradient de Na+)
Caractéristiques des récepteurs
Permet la transmission d’un signal de l’extérieur de la cellule vers l’intérieur.
Permet la communication entre cellules
Différentes molécules: hormone, métabolite, antigène
Exemple de récepteur (et leur fonctionnement)
Insuline:
- Se fixe sur ss-unités a
- Dimérisation du récepteur
- Phosphorylation du récepteur côté cytosolique (6ATP)
- Phosphorylation du IRD (insulin-receptor-substrate)
- Réponse cellulaire et fusion des transporteurs de glucose à la membrane pour faire entrer le glucose.
Protéines RAS (5 caractéristiques)
- Protéines ancrées sur la face cytosolique (feuillet interne) par des acides gras
- Superfamille des protéines Ras
- Associée à des récepteurs et acitivté GTPase
- Relaie les signaux extracellulaires qui stimule la division cellulaire vers le noyau
- Activation par phosphorylation
Methémoglobinémia
Cyanose
Fatigue
Perte de conscience
