Cours 2 : Les protéines Flashcards
Nommez les modification covalentes des protéines
- Acétylation
- Phosphorylation
- Hydroxylation
- Méthylation
- Carboxylation
- Addition de lipides
- Addition de sucres
Expliquez les modifications covalentes de protéines
- Acétylation
=> Ajout d’un groupe acétyle (CH₃CO) - Phosphorylation
=>Ajout d’un groupe phosphate (PO₄³⁻) - Hydroxylation
=> Ajout d’un groupe hydroxyle (-OH) - Méthylation
=>Ajout d’un groupe méthyle (CH₃) - Carboxylation
=>Ajout d’un groupe carboxyle (COOH) - Addition de lipides
=> Exemple : liaison palmitate à un résidu cystéine - Addition de sucres
=> Exemple : liaison de mono ou polysaccharide à un résidu asparagine
Nommez les résidus que certaines modifications priorise les modifications covalentes
- Acétylation
=> Lysine , Arginine - Phosphorylation
=> Sérine, Thréonine - Méthylation
=> Lysine , Arginine
Quelle sont des fonctions large des protéines
- Régulation
- Structure
- Mouvement
- Catalyse
- Transport
- Signalisation
Quel est le role du cytosquelette
un composant essentiel de la structure des cellules eucaryotes
Le cytosquelette est composé de quoi
de protéines qui forment des fibres:
- Les microfilaments (diamètre ≈ 70Å) : polymères d’actine (cytoplasme)
- Les filaments intermédiaires (diamètre ≈ 100Å) : ex: kératine (cytoplasme), lamine (noyau), collagène (matrice extra cellulaire)
- Les microtubules (diamètre ≈ 240Å): polymères de tubuline (cytoplasme)
Qu’est ce que la polymérisation
Réaction consistant à lier des monomères pour obtenir une macromolécule
Quelle est la particularité de l’actine
L’actine se lie à l’ATP
Qu’est ce qui permet la formation de monomère d’actine
L’hydrolyse de l’ATP en ADP permet la polymérisation des monomères d’actine → fibre d’actine F (filamenteuse)
Comment se produit la formation d’un microfilment d’actine
La formation d’un microfilament se produit par addition de monomère des 2 côtés ( côté + et - ) pas de charge juste le nom
=> Diapo 9
Y’a t’il un côté favoriser pour le rallongement du filament d’actine
le rallongement est plus rapide du côté (+) = du côté des molécules actine-ATP
La polymérisation de l’actine dépend de quoi et est catalysée par quoi
- La polymérisation dépend de l’hydrolyse d’ATP en ADP;
- Rx catalysée par l’actine F, mais pas par l’actine G;
Expliquez l’ATP et l’ADP se retouve de quel côté dans le filament d’actine
Côté -
=> ADP- Actine
Côté +
=> ATP-Actine
V/F : Toutes les sous-unités d’actine contiennent de l’ATP
Faux : Seules les sous-unités ajoutées récemment contiennent l’ATP.
La polymérisation-dépolymérisation peut être décrit comment
Phénomène dynamique ( réversibles )
La polymérisation de l’actine c’est quoi
L’active G ( globulaire ) qui s’assemble en Actine F ( filamenteuse )
La tubuline forme des polymères de quelle forme ( compare les avec les microfilament )
en forme de tube => moins flexible que les microfilaments
Les polymères de tubuline sont fait à partir de quoi
à partir de dimères de Tubuline (α + β)=> C’est pas un monomère qui se lie mais un dimère ( alpha et b en même temps coller ensemble )
Quelle est la source d’énergie utilisée lors de la formation de la tubuline
GTP
Expliquer les étapes de la formation de microtubule
- Incorporation d’un dimère de tubuline dans le microtubule cause hydrolyse d’une molécule de GTP
- Alignement de plusieurs protofilaments pour former un tube;
Polymérisation-Dépolymérisation dynamique du microtubule se fait de quel côté
Les 2
Quel est le rôle des microtubules
Les microtubules servent au transport des chromosomes lors de la division mitotique
Nommez et expliquez les drogues qui se lient aux protéines de Tubuline et affectent la division cellulaire
- Taxol, agent anticancer bloque la dépolymérisation des microtubules
- Colchicine, induit la dépolymérisation des microtubules en se liant au dimère de tubuline et en déstabilisant les interactions entre protofilaments
V/F :Les filaments intermédiaires ont un rôle dans la motilité
Faux , il n’en ont pas
Combien y’a t’il de types de filaments intermédiaires
environ 65 chez l’humain
Quel nucléotide est requis pour l’assemblage des filaments intermédiaires
Aucun ni ATP ni GTP
Que font les filaments intermédiaire
sont connectés avec les filaments d’actine et/ou les microtubules
Donnez un exemple de filament intermédiaire
La kératine est le composant principal de la peau (jusqu’à 85% dans les cellules mortes) et des poils.
Expliquer les étape de la formation de filaments intermédiaires
1) Dimère d’hélices a à répétitions de 7 résidus
2) Formation d’une double hélice par empilement des dimères (structure = «coiled coil»)
3) Assemblage d’octamère => 1 fibre
4) Assemblage de fibres => 1 filament intermédiaire
Les répétition de 7 résidus ont quel particularité
Les A.A 1 et 4 sont non polaires
D’avoir une répétition de a.a. non-polaire ca fait quoi
Ce qui crée une paroi le long du filament hydrophobe qui cherche un autre filament hydrophobe ( interface non polaire )(interface hydrophobe se fait toujours face )
=>Permet d’avoir les dimères d’hélices
Quelle est la capacité des protéines moteur
Ces protéines ont la capacité de changer leur conformation par hydrolyse de l’ATP ou GTP
le changement de conformation des protéines moteur est associé à quoi
un mouvement
Quels sont les caractéristiques des mouvements des protéines moteurs
Le mouvement est linéaire et suit des structures cytoplasmiques ou nucléaires
Donnez des exemple de protéine moteur ( 4)
- DNA/RNA polymérases se déplacent le long de l’ADN durant la réplication et la transcription dans le noyau
- Myosine se déplace le long de microfilaments dans le cytoplasme, génère la contraction musculaire
- Kinésine se déplace le long des microtubules et permet le transport des chromosomes lors de la mitose
- Dynéine se déplace le long des microtubules dans le cytoplasme, permet de transport de vésicules et le mouvement des cils flagelles chez les eucaryotes
La myosine est présente où
La myosine présente dans les cellules musculaires est une macromolécule de 450 kDa
Expliquer la structure de la myosine ( protéine moteur )
Sa structure tertiaire est composée d’une «queue», d’un «cou» et d’une «tête»;
=> forme un dimère
La tête de la myosine intéragi avec quoi
Chaque tête interagit avec une molécule d’actine ( site de liaison d’actine ) et possède un site de liaison à l’ATP
Donnez les étapes du fonctionnement de la myosine
1) La liaison à l’ATP change la conformation de la myosine et décroche la tête de la myosine (diminue son affinité pour l’actine).
2) L’hydrolyse de l’ATP en ADP génère un nouveau changement de conformation qui fait tourner la région cou-tête.
L’affinité pour l’actine est plus forte.
La liaison à l’actine se produit à un site plus éloigné qu’au départ, dû au mouvement de la tête de la myosine.
3) La liaison à l’actine cause la libération de Pi puis ADP. La tête de myosine reprend sa conformation initiale.
=> En reprenant sa conformation la myosine génère un mouvement le long de l’actine (levier)
Qu’est ce qu’un ligand , comment il se lie à sa protéine
- Un ligand est un composé chimique (peptide, protéine, dérivé lipidique…)
- Un ligand se lie à sa protéine cible par des forces non-covalentes (liaisons ioniques, hydrogène, hydrophobes) de manière spécifique
V/F : La liaison protéine ligand est réversible
Vrai
La liaison du ligand à quel effet sur la protéine
modifie généralement la conformation de la protéine et donc sa fonction
Qu’est ce que l’affinité moléculaire
La force de la liaison protéine-ligand est appelée affinité moléculaire
Qu’est ce qu’un groupement prosthétique
élément d’une protéine, essentiel à la fonction de la protéine, non constitué d’acides aminés, dont la synthèse est indépendante de la synthèse de la protéine
=> habituellement synthétiser dans d’autres voies métaboliques
Quelle protéines ont une groupement prosthétique qui permet la liaison de l’O2
La Myoglobine (muscles) et l’Hémoglobine (érythrocytes) sont des protéines qui contiennent un groupement prosthétique de type Hème. Ce groupement permet la liaison réversible à une molécule d’O2 et stabilise le ligand ( O2)
Quelle est la structure de la myoglobine
- 153 acides aminés (MM = 17 000)
- 8 hélices α reliées par des boucles
- groupe prosthétique (hème)
(teinte rouge de la Mb et de l’Hb)
=> Protéine structure tertiaire
Quel est le rôle de la Myoglobine
Protéine fixatrice d’O2 du muscle
Quelle est la structure de l’hème
Protoporphyrine IX + atome de fer
La Protoporphyrine IX de l’hème est composé de quoi
- 2 groupements vinyles (hydrophobe) tournés vers l’intérieur de la molécule
- 2 groupements propionates (ionique et polaire) tournés vers le milieu aqueux
L’atome de fer de l’hème est tenu en place par quoi
par 5 axes de coordination:
=>4 avec le N de la protoporphyrine
=> 1 avec le noyau imidazole de l’histidine-93
Le 6 ème axe autour du fer de l’hème sert à quoi
sert à la liaison avec l’oxygène
l’hème se positionne où dans la myoglobine
- Elle se place à un endroit spécifique ( histidine à la position 64 et 93 )
- Hème et l’histidine 64 permet la liaison du ligand
Comment on appelle la myoglobiene avec vs sans l’O2
avec O2 : oxymyoglobine
sans O2 : désoxymyoglobine
Expliquer l’affinité de la myoglobine pour le CO
- La myoglobine (même pour l’hémoglobine) peut fixer le CO
- En solution, l’affinité de l’hème (Fe+++) pour le CO est 25 000 fois celle pour le O2
- Dans la myoglobine (Fe++) l’affinité de l’hème pour le CO est 250 fois celle pour le O2
Quelle proportion des sites de fixation de l’Hb sont occupés par le CO en provenance du métabolisme.
1%
Que se passerais t’il si l’affinité pour le CO était encore supérieur
la production normale de CO par le métabolisme serait mortelle.
Quelle est le rôle de l’hémoglobine
Protéine de transport d’O2 présente dans les érythrocytes (sang)
L’hémoglobine est formé de quoi
4 sous-unités (MM 64 000 Da) : 2 α et 2 β (α2 β2) (donc 2 protomères αβ)
- α : 141 acides aminés
- β : 146 acides aminés (une boucle de plus)
=> Hb = 4% hème + 96% globine
Quelle est la structure des sous-unités de l’hémoglobine
Chaque sous-unité est formée de 8 hélices alpha (voir structure ci-dessous)
1 hème / sous-unité
Il y a alors combien de hème par Hb
4
Le tétramère α2 β2 est aussi nommé comment
HbA
Quelle sont les types de Hb
- HbA2 :
- HbF :
- HbE :
Quelle est l’évolution dans le temps de type d’hémoglobine
HbE apparaît dans la première semaine de vie in utero et persiste jusqu’à 3 mois de gestation, puis est remplacée par HbF qui persiste jusqu’à environ 6 mois post natal.
HbA/A2 apparaît dès la naissance et remplace graduellement HbF.
Expliquer l’affinité pour O2 à travers le changement du type d’hémoglobine ( pk ? )
Leur affinité pour O2 change graduellement de haute à faible, permettant in utero une meilleure facilité d’échange de O2 de la mère à l’embryon / fétus.
Expliquer les affinités différentes pour le ligand entre la myoglobine et l’hémoglobine
L’hémoglobine est saturée à 50% pour pO2=26 torr ( ppO2) alors que la myoglobine est saturée à 50% pour pO2=2.8 ppO2
La myoglobine à une affinité plus grande ou plus petite que le Hb pour l’O2
Plus petite
Quelle est l’intérêt pour la myoglobine d’avoir une affinité plus petite
L’affinité différente des deux protéines pour l’O2 permet la liaison de l’O2 à la myoglobine dans les tissus, là ou la concentration d’O2 est plus faible.
Qu’est ce que l’effet allostérique
Effet allostérique: quand un ligand induit un changement de conformation de la protéine qui change son affinité pour un autre ligand à un autre site
Quelles sont des effecteur et protéine allostérique
O2 = effecteur allostérique
Hb = protéine allostérique
Expliquer l’impact que O2 à sur Hb lors de leur liaison
Lorsque O2 se fixe à une sous-unité, celle-ci passe d’une conformation:
T (tendue) → R (relâchée)
=>La conformation T a une affinité pour O2 plus basse que la conformation R
=>Donc, un O2 se fixe à une sous-unité, une autre sous-unité passe de T à R et fixe plus rapidement un autre O2, la sous-unité suivante passe de T à R et … etc
=> Diapo 32
Expliquer davantage comment la liaison de l’O2 favorise la liaison de d’autres sites allostérique sur d’autres sous-unité de Hb
Rotation de His 64 qui permet de lier l’oxygène
Répercussion sur les autres sous-unités
Augmentation de l’affinité des autres sites
La coopérativité positive de l’oxygène permet quoi
La coopérativité positive favorise l’oxygénation complète à haute pO2 dans les poumons et une désoxygénation à faible pO2 dans les capillaires des tissus
Nommé un effecteur allostérique positif et négatif de l’hb
Positif : O2
Négatif : BPG , 2,3-BisPhosphoGlycérate
Expliquer comment le BPG se lie à l’Hb
Le BPG se lie dans la cavité centrale de l’Hb en état désoxy (conformation T) uniquement et stabilise cette conformation désoxyhémoglobine
Le BPG à quelle effet sur l’affinité HB-O2
Le BPG diminue l’affinité de Hb pour O2
Le BPG permet quoi
Ce composé permet le relargage de l’O2 à faible pO2
Expliquer avec le BPG pk HbF à une affinité plus grande pour le O2
L’hémoglobine fœtale HbF (α2γ2 ) n’ayant pas de protéine de type β, a une cavité centrale beaucoup moins chargée +, donc ne lie pas ou presque pas le BPG. En conséquence, HbF a une affinité plus forte pour O2 à faible pO2 ce qui permet le transfert d’ O2 maternel via le placenta
Le BPG est complémentaire à quelle espace dans l’Hb
Sur la chaîne β, au pourtour de la cavité : Lys82, His2, His143 et NH2 terminaux. Tous ont une charge positive.
Que se passe t’il avec BPG quand pO2 augmente
=> Si pO2 augmente, le 2,3-BPG est déplacé
et l’affinité augmente.
=> (O2 et 2,3-BPG s’excluent mutuellement)
Quel est l’effet du pH sur Hb
- En augmentant le pH (condition basique, en diminuant [H+]) on favorise la réaction vers oxyHb
- En diminuant le pH (condition acide, en augmentant [H+]) on favorise la forme désoxyHb
Comment on appelle l’effet du pH sur l’Hb **
Cet effet non allostérique (= non spécifique à un site de liaison de ligand) est appelé effet Bohr.
=> C’est le degré d’ionisation des chaines du au pH
Expliquer l’effet du changement de conformation entre désoxyHb et oxyHb sur l’affinité avec le pH
Le changement de conformation entre désoxyHb et oxyHb modifie légèrement l’environnement de plusieurs AA dans les chaînes α (les 2 NH2 groupes terminaux) et 2 résidus His des chaînes β. Ces résidus sont sensibles à la concentration de H+ (pH) et relâchent des protons au passage vers la conformation oxyHb
Quel sont les différente conformation de l’Hb entre désoxyHb et oxyHb
- L’ion imidazolium du résidu C-terminal His146 de chaque chaîne β s’associe avec le groupe carboxylate de l’Asp94 de la désoxyhémoglobine.
- Lors de l’oxygénation, il y a bris de ce lien.
Alors un pH plus bas favorise quelle forme ( à cause de quoi )
À cause du pKa de l’ion imidazolium, un pH plus bas favorise la forme désoxyhémoglobine ( la formation du lien ).
Dans l’effet Bohr qu’est ce qui influence l’affinité de Hb pour l’O2
Le pH
Pourquoi l’effet Bohr joue un rôle important en physiologie
parce que l’activité métabolique et la production de CO2 sont associés à la production de H+ dans les tissus et les érythrocytes
Dans les tissus la présence de H+ fait quoi
facilite le relargage d’O2
Expliquer le rôle de l’effet Bohr dans le transport du CO2 à partir des poumons
-Dans les poumons, la conversion en oxyHb libère H+ qui est éliminé par formation de CO2.
=> Le CO2 est transporté sous sa forme HCO3- par le sang jusqu’au poumon où il sera reconverti en CO2 et dégagé par diffusion.
Le CO2 se lie de façon réversible à quelles protéine
Hb et les protéines du sang
Expliquer le remplacement des érythrocytes
- durée de vie ≈ 120 jours).
=> La partie protéine de l’hémoglobine libérée est hydrolysée et les acides aminés récupérés.
Que ce passe t’il avec le groupement hème lors du recyclage de l’Hb
Le groupement hème est oxydé en «bilirubine», pigment jaune qui sera éliminé par les voies biliaires
Que se passe t’il lorsqu’il y a trop de bilirubine de formée (syndrome hémolytique) ou que les voies biliaires fonctionnent mal ( obstruction , hépatite )
Le pigment jaune s’accumule dans le sang (ictère ou jaunisse) et les tissus.
