Cours 9 Flashcards

1
Q

Pourquoi peut-on prédire avec précision la structure tridimensionnelle d’une protéines?

A

Car la structure 3D (tertiaire) dépend de la structure primaire (séquence d’a.a. de N-terminal à C-terminal) et les prot suivent tjrs les mêmes lois physico-chimiques lors des repliements

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2
Q

Est-ce que le repliement de certaines protéines peut avoir lieu pendant leur synthèse (traduction)?

A

Oui

Dès que la chaîne polypeptidique est suffisamment longue pour créer des domaines protéiques, la protéine commence à adopter sa structure finale tridimensionnelle même en cours de traduction

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3
Q

4 étapes du repliement

A
  1. Traduction (élongation de la chaîne polypeptidique) de la protéine + premier repliement au niveau N-terminal
  2. Deuxième repliement….
  3. Codon stop + dernier repliement en C-terminal
  4. Structure finale et libération hors du ribosome
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4
Q

À quoi est-dû le fait que le repliement peut être difficile pendant la synthèse de la protéine?

A

Certaines protéines sont intrinsèquement moins solides structurellement et peuvent facilement se replier en une mauvaise structure qui ne permettra pas d’accorder à la prot la fonction désirée par la cellule

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5
Q

Comment guider les protéines pour qu’elles parviennent à leur structure (repliement) final? (pour les protéines moins solides)

+ leur rôle

A

Les molécules chaperons

→ permettent de faire en sorte que les protéines se replient correctement/retournent sur la voie de repliement normal en aidant la catalyse

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6
Q

Que se passe-t-il quand une protéine quitte plusieurs fois la voie de repliement aux niveaux intermédiaires de repliement (avec aide des chaperons)?

A

Les chaperons peuvent intervenir à plusieurs reprises pour remettre continuellement la protéine sur le droit chemin de repliement
molécules chaperons = “guides”

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7
Q

À quel moment du chemin de repliement, les protéines peuvent-elle dévier et adopter de mauvaises structures?

A

Au moment où elles ont une forme intermédiaire
(avant d’atteindre leur repliement/structure 3D finale)

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8
Q

Quelles sont les 3 voies que peut remprunter une protéine au cours de son repliement?

A
  • Repliement voie normale
  • Repliement voie annulée (nécessité de la catalyse aidée par les chaperons)
  • Accidents irréparables
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9
Q
  • Que se passe-t-il la protéine s’éloigne trop de la voie normale de repliement?
  • Pourquoi est-ce nécessaire?
A

Les prot mal formées sont dégradées par les protéases = accident irréparable

= nécessaire d’éliminer les protéines malformées car elles sont toxiques pour la cellule

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10
Q

Quels problèmes peuvent causer les molécules hydrophobes sur la protéines? (3)

A
  • Comme la molécule est un milieu aqueux, il peuvent entraîner des dégâts dans la cellule
  • Empêchement du repliement correct de la protéine car en milieux aqueux, structures hydrophobes ont tendance à se rassemble pour diminuer leur surface et favoriser l’entropie
  • Créations d’agrégats protéiques avec d’autres protéines qui ont des surfaces hydrophobes = développement de problèmes dans la cellule
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11
Q

Deux molécules chaperonnes qui aident au bon repliement des protéines:

A
  • hsp 70
  • Hsp 60
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12
Q

Pourquoi hsp?

A

Heat shock protein

Empêche mauvaise conformation à cause de la chaleur

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13
Q

Comment remédier aux problèmes causés par les molécules hydrophobes à la surface des protéines (hsp70)?

A

Chaperon hsp70 reconnaissent et engagent ces structures hydrophobes (en s’y fixant) pour les couvrir et ainsi laisser le temps à la protéine de terminer sa synthèse et d’adopter sa forme finale
= permettra de “cacher” les structures hydrophobes PENDANT LA TRADUCTION et après

⚠︎ consomme de l’ATP!

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14
Q

Rôle des molécules chaperons hsp 70
→ 4 étapes

A
  1. Reconnaissance + liaison
    recouvrement des molécules hydrophobes sur la chaîne polypep à la sortie du ribosome
  2. Hydrolyse de l’ATP en ADP (monoPi libéré)
  3. Prot commence à se replier (hsp70 toujours présents)
  4. Libération des molécules chaperons + ATP
    = protéines correctement repliées (ou pas)
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15
Q

V/F: Lors de l’aide au repliement par Hsp70, il y a une dépense énergétique car il s’agit d’un processus actif d’engagement des structure hydrophobes et de relargage des molécules chaperons

A

Vrai

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16
Q

Que se passe-t-il si la protéine est mal repliée après la première intervention des hsp70?

A

Le cycle de repliement peut recommencer (toujours avec l’aide de ces molécules chaperons)

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17
Q

hsp70, quel type de molécule?

A

Molécules chaperons

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18
Q

Qu’est-ce qui permet l’action des hsp70 et donc le bon repliement des protéines (4)?

A
  • Reconnaissance générique des structures hydrophobes à la surface d’une prot
  • Entrer en liaison avec ces structures
  • Dépense d’énergie pour détachement des molécules chaperons
  • Laisser la molécule tenter de trouver spontanément la bonne conformation

= système de reconnaissance des structures hydrophobes et dépense énergétique

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19
Q

Qu’est-ce que la molécule hsp60?

A

= molécule chaperon et complexe protéique

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20
Q

Qu’est-ce que les molécules chaperons hsp60 sont capables de faire?
Comment cela est-il possible?

A
  • Reconnaissance (via polypep hydrophobes): les prot mal repliés entrent en liaison avec elles

Pour les protéines normales, les polypeptides hydrophobes doivent se trouver à l’intérieur du repliement
Ainsi, si les structures hydrophobes sont détectées (à l’extérieur), cela veut dire qu’il y a un prob

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21
Q

Rôle des molécules chaperons hsp 60
→ 8 étapes

A
  1. Reconnaissance des polypeptides hydrophobes des prot mal repliées par le complexe hsp60
  2. Liaison hsp60 et polypeptides hydrophobes qui vont être ENTIÈREMENT cachées (boîte/exclusion)
  3. Consommation d’ATP
  4. Fermeture de la boîte (coiffe)
  5. Protéine trouve sa bonne conformation seule à l’intérieur de la boîte
  6. Une fois que les structures hydrophobes sont cachées, la liaison avec le complexe prot hsp60 se brise
  7. Hydrolyse ATP → ADP (monoPi libéré)
  8. Prot bien repliée libérée
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22
Q

Que se passe-t-il en cas d’accident irréparable (protéine mal repliée toxique) (2)?

A
  1. Prot ubiquitinilée: système d’étiquetage des prot, marquage pour qu’elles soient détruites
  2. Mécanisme du protéasome
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23
Q

Qu’est-ce que l’ubiquitine?

A

Petite prot qui marque les protéines mal repliées (et qu’il faut détruire) par liaison covalente

= étiquette

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24
Q

Donner les 3 enzymes, actrice dans le système de l’ubiquitine et leurs rôles respectifs

A
  • E1: activation de l’ubiquitine et transfert sur E2
  • E2: porteur de l’ubiquitine dans le complexe E2-E3
  • E3: Reconnaissance de la cible et catalyse de l’étiquetage (ligase)
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25
Q

7 étapes du déroulement du système d’étiquetage

on dit que la prot mal repliée est ubiquitinilée

A
  1. Activation de l’ubiquitine par E1 (transfert sur E2)
  2. Ubiquitine activée transportée par E2
  3. E3 reconnaît la protéine cible
  4. Formation complexe E3-prot mal repliée
  5. Formation complexe E3- prot cible + E2-ubiquitine
  6. Transfert de l’ubiquitine depuis E2 sur la prot mal repliée → Activité Ligase de E3
  7. Cycles répétées de plusieurs ajouts d’ubiquitines qui s’accumulent sur la prot cible = chaîne d’ubiquitine liées de façon covalente
    = étiquette très facilement repérable
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26
Q

Ubiquitine se fixe sur quel a.a. de la prot mal repliée?

A

Lysine

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27
Q

Est-ce que le protéasome possède plusieurs sous-unités?
Quelles structure? Tertiaire ou quaternaire?

A

Oui = énorme complexe de protéines différentes (structure quaternaire)

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28
Q

Machine qui élminine les prot?

A

Protéasome

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29
Q

Structure protéasome

A
  • Anneau “déroulase”
  • Cylindre central/Protéasome
  • Coiffe
30
Q

Fonctionnement protéasome

A
  • Prot étiquetée arrive sur protéasome
    déroulase reconnaît et déplie la prot (conso d’énergie)
  • Prot est tirée dans le cylindre central = protéase (utilisation d’énergie)
  • Ciseau moléculaire (acti protéolytique) coupe en petits bouts de 5-10 AA
31
Q

Pourquoi le protéasome coupe la chaîne polypeptidique de la protéine mal repliée en petits peptides de moins de 10 a.a.?

A

Car ces peptides sont trop petits pour s’agréger et causer de la toxicité au sein de la cellule

32
Q

Pourquoi la cellule voudrait-elle détruire des protéines bien repliées?
Quel mécanisme permet cela ?

A

Pour pouvoir moduler sa fonction

Protéasome = mécanisme pour assurer que la bonne quantité d’une protéine est présente au bon moment

33
Q

Quels sont les deux rôles majeurs du protéasome pour la cellule ?

A
  • Éviter la toxicité dans la cellule
    (= destruction des prot mal repliées)
  • Moduler les niveaux des protéines dans la cellule pour modifier la fonction cellulaire
    (destruction des prot bien repliées)
34
Q

Où agir pour contrôler l’expression de la protéine (3):
Exemple?

A

Agir sur:

  • Transcription de l’ARNm codant pour une prot
  • Traduction de cette prot
  • Le niveau des prot dans la cellule en les détruisant grâce au système d’ubiquitine-protéasome

Ex: le cycle cellullaire

35
Q

Quelles sont les 2 possibilités de durée de vie d’une protéine bien repliée?

A

Longue ou courte

(en fonction du changement de la fonction cellulaire → adapatation → dégradation des prot plus utiles)

36
Q

Normalement, des forces physico-chimiques dirigent les protéines pour qu’elles adoptent leur structure fonctionnelle. Mais en cas de problème (mauvais repliements temporaires ou accidents irréparables) la cellule à deux système pour y remédier, lesquels?

A
  • Système des molécules chaperon (aident protéines à retrouver un bon repliement, pas de destruction)
  • Système Ubiquitine-protéasome (pour détruire les protéines irréparables ou plus utiles à la cellule)
37
Q

À quoi sert la compréhension de la structure des protéines?

A

À la compréhension et au dvt de médocs car les médocs agissent sur les prot (= importantes en physiopathologie et pour la recherche)

38
Q

Qu’est-ce que le repliement des prots permet de créer?

A

Des sites de liaisons (à un ligand spécifique)
→ base de l’interaction avec d’autres protéines

39
Q

Comment prot se reconnaissent?

A

Grâce aux sites de liaisons (qui utilisent les “forces faibles”)

ex: site de liaison de l’AMP cyclique contient un mélange de toutes les forces “faibles”

40
Q

Comment appelle-t-on la molécule qui se lie à une protéine bien repliée? (Comment ça se passe?)
Exemples

A

Le ligand
→ grande affinité et spécificité entre le ligand et la prot
(liés par des forces non-covalentes)

41
Q

Donner 2 exemples de ligands

A
  • Coenzyme/cofacteur
  • Drogues
42
Q

En général, qu’est-ce qui permet l’interaction entre un ligand et une protéine?
Qu’est-ce qui permet une affinité élevée?

A

Des forces non-covalentes (pas toujours mais la plupart du temps)

43
Q

Puisqu’une force non covalente n’a pas bcp d’énergie de liaison, qu’est-ce que ça implique concernant la liaison ligand-récepteur?

A

Nécessité de plusieurs forces non-covalentes pour permettre une affinité (= force d’attraction) très élevée

44
Q

Un ligand est-il spécifique d’une protéines?

A

Oui!
(interaction exclusive ligand-prot)

45
Q

Types de forces de liaisons entre ligand et protéines spécifique (4 possibilités):

A

Non-covalent :

  • Interactions de natures hydrophobes (possibilité de liaison entre la partie hydrophobe de ligand et les structure hydrophobes de la prot s’il y en a)
  • Attractions électrostatiques
  • Liaisons H
  • Attractions de van de Waals
46
Q

Pourquoi les forces non-covalentes sont-elles importantes (2)?

A
  • Pour diriger le bon repliement des protéines
  • Pour créer les sites de liaisons entre une prot et son ligand
47
Q

Comment sont reliées les sous unités d’une protéine avec une structure quaternaire?

A

Par des forces non-covalentes

48
Q

Qu’est-ce qui permet la liaison entre ARNt et enzyme ARNtsynthétase?

A

Plusieurs forces non-covalentes

(+ liaison ester covalente entre a.a. et ARNt)

49
Q

Quelle autre protéine que les enzymes nécessite des sites actifs?

A

Les Anticorps

(= structure quaternaire → boucles ss-unit créent une surface d’interaction avec l’antigène)

50
Q

Type d’interaction entre anticorps et antigène:

A

Pleins de forces non covalentes au niveau du site actif (interactions hydrophobes, attraction électrostatiques, complémentarité, liaisons H)

51
Q

Structure de la protéine d’hémoglobine:

A

= Tétramère
→ 4 ss-unit (2 ⍺ et 2 ß) de structures semblables

+ présence 4 hêmes (= coenzyme groupe prosthétique)
→ chaque hème peut capter un atome de fer

52
Q

V/F: L’Hb a plusieurs “bonnes” conformations

Expliquer

A

Vrai

Lorsque O2 se fixe, change confo d’1 ss-unit qui se transmet au autres → plus à même de capter O2 car affinité ↑

= allostérie

53
Q

Expliquer la coopérativité

A

Ex avec hémoglobine

Lorsque un O se fixe, facilite la fixation d’autres O

54
Q

Types d’interactions entre cofacteur/ coenzyme et protéine:

A

Interactions de sites de liaison
= non covalentes
(+ parfois un site d’interaction covalent)

55
Q

Que font les coafacteurs/coenzymes?

A

Elles travaillent en collaboration avec les protéines (enzymes) pour leur ajouter des fonction

56
Q

Est-ce qu’il peut y avoir plusieurs bonnes conformations de repliement pour une seule protéine?

Ex?

A

Oui

ex: Hb peut changer de confo en présence d’O2 et les deux confos sont bonnes

57
Q

V/F: Le Fe de l’hémoglobine est une coenzyme

A

Vrai

→ permet attraper l’O2

58
Q

Def Allostérie

A

Mode de régulation de l’activité de l’enzyme par laquelle la fixation d’une molécule (ligand) entraine un chgt de confo de l’enzyme

(permet meilleure affinité/signalisation/activer etc.)

59
Q

Qu’est-ce qui permet à un récepteur protéique de capter l’information et de la retransmettre?
Exemple?

A

Les modif allostériques (chgt de structure du récepteur)

60
Q

Expliquer la régulation allostérique des GPCRS après la liaison du ligand

A

Récepteur GPCR

→ son activation déclenche un mvt des hélices alpha qui se séparent pour transmettre la signalisation vers l’intérieur de la cellule

61
Q

Est-ce que les récepteurs peuvent subir des modifications allostériques?

A

Oui!
(c’est même très important pour leur fonction)

62
Q

Quelles sont les 2 types de bonne conformation que peut adopter une enzyme après modification allostérique?

A
  • Forme active
  • Forme inactive
    -> L’enzyme oscille spontanément entre ces deux conformations
63
Q

Quelles sont les 2 types d’action allostériques?

A
  • Activation allostérique → ligand (lié non-covalent à ez) permet à l’enzyme d’atteindre son activité maximale
    = modulation positive → prot active, peut accueillir le substrat
  • Inhibition allostérique → autre ligand diminue l’action de l’enzyme
    = modulation négative → prot inactive, ne peut pas accueillir le substrat
64
Q

Qu’est-ce que la phosphrylation?
Quels sont ses 2 effets?

A

= modification post-traductionnelle

= Ajout de Pi sur le grpmt OH d’une chaîne latérale (kinase) ou retrait d’un grpmnt Pi (phosphatase)
→ effet d’activation/désactivation varié selon la protéine

→ création/suppression de sites de liaisons entre protéines/ ligands
= effet sur relation prot-partenaire

→ création de site actif sur une enzyme qui n’était pas présent avant
= effet sur la prot

65
Q

Qu’est-ce qu’une Kinase?

A

Enzyme qui ajoute un groupement phosphate (phosphrylation)

66
Q

Qu’est-ce qu’une phosphatase?

A

Enzyme qui enlève les groupements phosphate (déphosphorylation)

67
Q

Sur quelle chaîne latérale de la protéine le phosphate est-il ajouté?

A

Toujours sur les chaînes latérales contenant un groupement hydroxyle OH à la surface

68
Q

Quel est l’effet de l’ajout d’un groupement phosphate par une kinase sur une protéine?
Qu’est-ce que ça implique?

A

Ajout d’une charge négative à la surface de la protéine phosphorylée

→ Crée des possibilités d’attraction/répulsion électrostatiques
= influence les possibilités d’interaction avec d’autres protéines/ligands

69
Q

2 modifications post-traductionnelles des protéines:

A
  • Système ubiquitine-protéasome
    → ajout d’une molécule d’ubiquitine sur la prot
  • Phosphorylation
    → ajout/retrait de grmpnt phosphate sur le OH d’une chaîne latérale de la prot

(il y existe d’autres modifications post-traductionnelles)

70
Q

Quels sont les 3 a.a. avec les chaînes latérales qui portent les hydroxyles?

A
  • Sérine (Ser)
  • Thréonine (Thr)
  • Tyrosine (Tyr)
71
Q
  • Qu’est-ce qu’un hème?
  • Sur quelles protéines peut on en trouver? (2)
A

= Coenzyme du groupe prosthétique
(liaison covalente)

==> Hémoglobine (4) et Myoglobine (1)

72
Q

Moteurs moléculaire principe

A

Par hydrolyse de l’ATP, on a un cycle de conformation (confo 1, puis 2, puis 3)

→ la séquence permet à la prot de se déplacer dans un sens
==> moteur moléculaire