Chapitre 6 Flashcards
Décrivez les quatre catégories de chaîne latérale des acides aminés. Quels types d’interactions
sont susceptibles d’établir les membres de chacune de ces catégories?
Acides aminés basiques : liens ioniques et/ou hydrogène Acides aminés acides : liens ioniques
et/ou hydrogène Acides aminés polaires : liens hydrogène
Acides aminés non-polaires : liens hydrophobes
A toutes ses catégories s’ajoutent bien sûr les liens de van der Waals qui ne dépendent pas des
charges ou de la polarité des chaînes latérales.
Décrivez les quatre niveaux d’organisation de la structure protéique, en donnant un exemple
pour chacun des niveaux.
Structure primaire : séquence d’acides aminés
Structure secondaire : structure locale (segments d’hélice-〈 ou feuillet-® ou de boucles)
Structure tertiaire : structure globale de la protéine avec des interactions faibles entre les
différents segments structurés et moins structurés
Structure quaternaire : seulement lorsqu’il y a plusieurs polypeptides
Quelles sont les deux méthodes de base pouvant être utilisées pour déterminer la structure des
protéines? Quelles sont les forces et les limites de chaque technique?
**Diffraction aux rayons-X et résonance magnétique nucléaire.
Diffraction aux rayons-X permet de déterminer la structure de plus grosses protéines que la RMN.
Par contre, difficulté d’obtenir des cristaux pour certaines protéines, et donne une structure
« statique ».
La RMN permet de déterminer une structure en solution (dynamique), étant donné les limites du
temps ordinateur il est présentement très difficile d’obtenir des structures de grosse proétines
avec cette technique.
Décrivez la conformation de l’hélice α. Pourquoi cette structure est-elle commune? Quelles
sont les interactions faibles qui stabilisent l’hélice α?
Hélice-α a un pas de droite avec 3.6 acides aminés par tour pour une hauteur de 5,4 Å par tour.
C’est une structure très stable parce que les angles φ et ψ des liens peptidiques sont très
favorables pour maximiser les liens hydrogène avec les groupements carbonyl et imino du
squelette polypeptidique. Comme toutes les chaînes latérales se retrouvent à l’extérieur de
l’hélice il y a peu de restrictions sur la nature des acides aminés qui peuvent faire partie de cette
structure secondaire (sauf la proline).
Décrivez la conformation du feuillet β. Pourquoi cette structure est-elle commune? Quelles
sont les interactions faibles qui stabilisent le feuillet β?
Le feuillet β forme une structure étendue 4 à 6 brins β. Le feuillet β peut être parallèle ou anti-
parallèle. Le feuillet β établit aussi des liens hydrogène avec tous les groupements carbonyl et
NH du squelette polypeptidique, mais contrairement à l’hélice α, ces liens hydrogène sont inter-
brins.
Vous êtes en train de caractériser une protéine de liaison à l’ADN et vous avez utilisé une
expérience génétique pour identifier le domaine requis pour les interactions entre la protéine
et l’ADN. Votre étude de la structure secondaire a prédit des domaines en hélices α, mais
vous n’êtes pas convaincu. Quelles expériences pourriez-vous effectuer pour confirmer la
présence d’une hélice α dans cette région?
La RMN ou le dichroisme circulaire sont des méthodes qui permettraient de déterminer la
structure en solution de ce domaine. Une autre stratégie serait d’insérer par mutagénèse dirigée
une proline dans ce domaine, pour briser l’hélice α, et montrer que cette modification affecte
l’interaction du domaine avec l’ADN.
Des algorithmes permettant de prédire les structures secondaires comme les hélices α ou des
feuillets β sont disponibles. Selon vous, quelles caractéristiques de ces structures sont
détectées par ces programmes?
Premièrement, les algorithmes scannent par région la séquence primaire pour détecter la présence
d’éléments stucturaux spécifiques. Par exemple, la proline est incompatible avec une structure en
hélice α. Par ailleurs, les résidus glycine, sérine et tyrosine sont également rarement retrouvés
dans les hélices α. Les algorithmes scannent également les régions de la séquence pour la
périodicité de certains résidus. Par exemple, lorsque une séquence riche en résidus hydrophobes
qui se retrouvent très souvent séparés de 3 ou 4 acides aminés elle est susceptible d’adopter une
structure secondaire en hélice α pour présenter une surface hydrophobe d’un côté de l’hélice α.
Une stratégie similaire peut détecter les feuillets β. Puisque dans les feuillets β les chaînes
latérales alternent d’un côté et de l’autre du plan, la présence alternée de résidus polaires et
hydrophobes peut suggérer la présence d’un feuillet β. Enfin, la structure de plusieurs milliers de
protéines ayant été déterminée, la comparaison de séquence avec les banques de données peut
grandement faciliter l’identification de structures secondaires
Quels aspects du sillon majeur le rendent vraiment utile pour la reconnaissance de séquence
spécifique par les protéines de liaison à l’ADN? Donnez au moins deux exemples de motifs
structuraux qui interagissent avec l’ADN dans le sillon majeur? Donnez un exemple de
protéine qui n’utilise pas le sillon majeur pour reconnaître sa cible. Comment fait-elle pour se
lier spécifiquement?
Le sillon majeur est plus large et donc plus accessible pour les protéines. Aussi, il présente des
sites de contacts (donneur ou accepteur pour lien hydrogène et pour interaction de van der Waals)
qui sont spécifiques de la séquence. Les motifs hélice-coude-hélice (HTH) et les fermetures
éclairs à leucine sont des motifs communs de liaison à l’ADN. La protéine de liaison à la boîte
TATA (protéine TBP) se lie du côté du sillon mineur par le biais d’un feuillet-β alors que la
protéine LEF-1 le fait par le biais d’hélices α. Dans les deux cas, l’interaction dans le sillon
mineur est facilité par la courbure de l’ADN qui elle dépend de la séquence.
Comment la dénaturation affecte les structures primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire
des protéines ?
Comme la structure primaire dépend de liens covalents elle n’est pas affectée par les dénaturants.
En revanche, toutes les autres structures sont affectées par de fortes concentrations de dénaturants
(ex. urée, sels, acides ou bases, détergents) ou par de hautes températures.
Décrivez le rôle de l’eau dans la formation des structures protéiques ?
L’eau établit des liens avec les résidus polaires mais non avec les résidus hydrophobes qui auront
donc tendance à se retrouver à l’intérieur de la structure tertiaire de la protéine. L’eau joue donc
un rôle prépondérant dans le repliement des protéines.
