Les peptides et protéines Flashcards
Que se passe-t-il pour les fonctions amine et carboxyle des a.a à pH physiologique ?
Ils seront ionisés, ce qui est logique vu qu’ils se lient entre eux
Qu’est-ce que libère les fonctions amine et carboxyle lorsqu’elles sont ionisées ?
Une molécule d’eau
Quel est la conséquence de l’ionisation des fonctions amine et carboxyle ?
La liaison des a.a entre eux
Comment se nomme le lien entre les a.a ?
Le lien ou la liaison peptidique
Comment se nomment deux a.a liés entre eux ?
Dipeptide
Comment se nomment trois a.a liés entre eux ?
Tripeptide
Comment se nomment “plusieurs” a.a liés entre eux ?
Oligopeptide
Comment se nomment “beaucoup” d’a.a liés entre eux ?
Polypeptide ou encore une protéine
Quel est l’ordre de lecture d’une chaîne peptidique ?
Du N-terminal au C-terminal
Comment nommer un peptide ?
On remplace le suffixe -ine par un -yle à la fin de chaque nom d’a.a constituant le peptide, dans l’ordre de N à C terminal, mais on garde -ine à la fin du dernier a.a de la chaîne peptidique
Quelles sont les exceptions dans la nomenclature des peptides ?
Tryptophane : tryptophyl-
Glutamate (Glu/E) : glutamyl-
Glutamine (Gln/Q) : glutaminyl-
Asparte (Asp/D) : aspartyl-
Asparagine (Asn/N) : asparaginyl
Comment s’appelle cette chaîne peptidique ?
Glycylglycine
Comment s’appelle cette chaîne peptidique ?
γ-L-Glutamyl-L-cystéinylglycine
Comment sont décrites les chaînes polypetidiques ?
En commençant par le groupe amino-terminal (appelé N-terminal) en donnant ensuite le nom de chaque résidu jusqu’au groupe carboxy-terminal (C-terminal)
Pour les protéines et les peptides biosynthétiques, quelle est la direction de leur synthèse ?
La même que celle de lecture (N-terminal vers C-terminal)
Pour les protéines et les peptides biosynthétiques, c’est aussi la direction de leur synthèse (N-terminal vers C-terminal). Vrai ou Faux ?
Vrai
La liaison peptidique est celle formée par quoi ?
Le c du Carboxyle et le N de l’amine
La liaison peptidique est-elle flexible ? Elle forme quoi ?
N’est PAS flexible, mais forme un rectangle planaire - le plan amide (cependant les Cα resteront flexibles)
À quoi est dû la forme rectangle planaire du lien peptidique ?
Ceci résulte d’un effet de résonance à cause du partage d’électrons entre les atomes du groupe carboxylique d’un résidu et l’azote du groupe aminé du résidu suivant
En quoi consiste le polypeptide mis en suite ? Comment nomme-t-on cela ?
Mis en suite, le polypeptide consiste en des plans amides rigides, séparés par des Cα flexibles (en principe). C’est le “squelette polypeptidique (ou protéique)”, “protein backbone”
Le squelette polypeptidique/protéique tient dans un premier temps compte des “R”, des chaînes latérales. Vrai ou Faux ?
Faux, le squelette polypeptidique/protéique ne tient dans un premier temps pas compte des “R”, des chaînes latérales
Que sont les liens Cα vers les plans amides de part et d’autres ? Vers quoi pointent-ils ?
Deux liens flexibles. Ils montrent vers le N (du ex-groupe aminé) et vers le C (de l’ex-groupe carboxyl)
Comment se nomment les angles pouvant être variables ? À quelles liaisons correspondent-ils ?
Phi (ϕ) : amine-Cα
Psi (ψ) : Cα-carboxyl
De quelle type de configuration parlons-nous lorsque Phi (ϕ) et Psi (ψ) du même plan (et donc de Cα différents) pointent dans la même direction (relatif au plan) ?
Configuration cis
Quand parlons-nous de la configuration cis ?
Lorsque Phi (ϕ) et Psi (ψ) du même plan (et donc de Cα différents) pointent dans la même direction (relatif au plan)
De quelle configuration parlons-nous lorsque Phi (ϕ) et Psi (ψ) du même plan pointent dans le sens opposé ?
Configuration trans
Quand parlons-nous de la configuration trans ?
Lorsque Phi (ϕ) et Psi (ψ) du même plan pointent dans le sens opposé
Cis ou trans ?
Cis
Cis ou trans ?
Trans
Quelle configuration est énergétiquement favorable pour les liens peptidiques ? Pourquoi ?
Trans à cause de l’encombrement stérique potentiel entre les chaînes latérales (“R”) dans la configuration cis
Quelle est l’exception où la configuration cis est la plus stable ?
La proline
Est-ce que les deux configuration (cis et trans) existent ? Pourquoi ?
Oui, car il dépend du contexte des différentes chaines latérales
À quoi correspond chaque structure primaire ? Prenant quoi en compte ?
Une structure tridimensionnelle d’une protéine qui tient compte des restrictions imposées par le caractère plan de la liaison peptidique, et l’encombrement des chaînes latérales
Qu’est-ce qui est un élément clé de la conformation des protéines ?
Les configurations et restrictions du squelette peptidique (backbone)
Que sont les configurations et restrictions du squelette peptidique ?
Un élément clé de la conformation des protéines
Donner la définition d’une protéine
Ce sont des macromolécules composées d’acides aminés assemblés sous forme d’une chaîne = la chaîne peptidique ou polypeptidique
Qu’est-ce que constituent les protéines ?
La majorité de la masse sèche de la cellule (50%)
Qu’est-ce qu’exécutent les protéines ?
La majorité des fonctions dans la cellule
Que sont les protéines et de quoi sont-elles constituées ?
Des molécules constituées d’une chaîne polypeptidique
Quelle est la taille typique des protéines ?
Varie de 40 à plus de 4000 résidus d’a.a, mais il y en a peu au dessus de 2000 résidus
Comment exprime-t-on la masse moléculaire en biochimie ?
En Dalton (1 Dalton = 1/12 de la masse du carbonne)
De combien est la masse moyenne d’un acide aminé ?
D’environ 115 Da
Quelles masses moléculaires ont le plus souvent les polypeptides ?
Entre 4 et 200 kDa
Les possibilités qu’offrent les 20 acides aminés sont limitées. Vrai ou Faux ?
Faux. Les possibilités qu’offrent les 20 a.a sont presque illimitées
Combien y-a-t-il de chaînes polypeptidiques différentes ? Comparé au nb d’atomes dans l’univers?
20^100 = 1,2710^130 chaînes polypeptidiques différentes, un nombre nettement supérieur au nb d’atomes dans notre univers (910^78)
En réalité on ne trouve dans la nature qu’une infime fraction du nb de protéines possibles. Vrai ou Faux ?
Vrai
Les structures qu’adoptent les polypeptides et protéines sont essentielles à quoi ?
À leur fonction
Qu’est-ce qui est essentiel à la fonction des polypeptides et des protéines ?
Les structures qu’elles adoptent
Quelles sont les différentes structures que l’on distingue chez les polypeptides et protéines ?
La structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire
Combien y-a-t-il de différentes structures que l’on distingue chez les polypeptides et protéines ?
4
Définir la structure primaire des polypeptides et protéines ?
La séquence des acides aminés
Définir la structure secondaire des polypeptides et protéines ?
Les motifs que forment les acides aminés. On reconnaît principalement les structures en hélice α et en feuillet β
Définir la structure tertiaire des polypeptides et protéines ?
Relations dans l’espace des différentes structures secondaires, hélices et feuillets
Définir la structure quaternaire des polypeptides et protéines ?
Les protéines contenants plus d’une chaîne polypeptidique présentent un niveau supplémentaire d’organisation
Qu’est-ce que la structure secondaire des protéines ?
Le repliement local adopté d’une séquence (ou plutôt : d’une partie de séquence)
Qu’elles sont les structures secondaires les plus fréquentes ?
L’hélice alpha, et le feuillet beta
Par quoi sont formés l’hélice alpha et le feuillet beta ?
Par le squelette protéique, et donc les liens peptidiques, et non pas les chaînes latérales
Les chaînes latérales sont-elles essentielles pour la structure ? Pourquoi ?
Oui car ce sont elles qui vont favoriser, permettre ou interdire une structure plutôt qu’une autre
Est-ce l’hélice alpha ou le feuillet beta ?
L’hélice alpha
Est-ce l’hélice alpha ou le feuillet beta ?
Le feuillet beta
Par quoi est stabilisée une hélice alpha ?
Par des ponts hydrogènes formés entre :
Le groupe C=O d’un résidu “n” et le groupe N-H du résidu “n+4” de l’hélice
De combien de résidus AA/tour est composé l’hélice alpha ?
De 3,6 résidus AA/tour
Quelle est la hauteur de l’hélice alpha par tour ?
5,4º A par tour
Dans quel sens est enroulée l’hélice alpha ?
Vers la droite
Qu’est-ce qui stabilise l’hélice alpha ?
Des ponts hydrogènes et forces van der Waals entre résidus
Les chaînes latérales des a.a montrent toutes vers où ? Quelle en est la conséquence ?
Vers l’extérieur, elle n’interfèrent donc pas avec le squelette polypeptidique
Quand est-ce que l’hélice alpha (avec acide aminé de type L) est adoptée ?
Quand la torsion autour de chacun des Cα est :
Angle Ψ = -47º (Cα-C)
Angle Φ = -57º (avec a.a de type L) (Cα-N)
Par quoi sont favorisées les hélices alpha ?
Par Ala, Glu, Leu et Met par exemple
Par quoi sont défavorisées les hélices alpha ?
Tyr, Asp et Gly
Par quoi sont “cassées” les hélices alpha ?
Par Pro (“helix breaker”)
Est-ce que l’hélice alpha est la seule hélice de polypeptides ?
Non
Existe-t-il d’autres hélices de polypeptides que l’hélice alpha ?
Oui
Quelle structure forme le feuillet beta ?
Une structure à peu près plane - un feuillet
En quoi consiste le feuillet beta ?
En plusieurs “chaines” de polypeptide arrangées de façon antiparallèle, ou parallèle
Dans le feuillet béta, entre quoi se font des ponts hydrogènes ?
Entre la paire d’électrons de l’atome d’oxygène d’un lien peptidique d’une chaîne β, et l’hydrogène d’un groupe situé sur une autre chaîne β du feuillet
Combien faut-il de chaînes polypeptidiques pour former un feuillet ? Lesquels sont les moins stables ?
Entre 2 et 15 chaînes polypeptidiques - en moyenne, ce sont 6 chaînes. Les feuillets avec moins de 5 chaînes sont peu stables
En quoi consiste une chaîne polypeptidique dans un feuillet β ?
En 5 à 15 résidus AA. La structure de base se répète tous les 2 résidus (7 Angstrom)
Les chaînes latérales pointent vers le haut ou le bas du feuillet ?
Vers le haut ou vers le bas du feuillet, en alternance ?
Quel est le plus stable entre le feuillet parallèle et le feuillet antiparallèle ?
Le feuillet antiparallèle est plus stable que le feuillet parallèle
À quoi ressemble le feuillet beta ?
À une structure plane, plissé, rigide et assez stable
Quelle est la structure plane, plissée, rigide et assez stable ?
Le feuillet beta ?
Y-a-t’il beaucoup de feuillets beta ? Quelle en est la conséquence ?
Il y a une grande variété de feuillets beta, qui peuvent donc s’organiser en structures différentes
Par quoi sont modulées les formes individuelles des hélices et feuillets ?
Des irrégularités
De quoi sont responsables les irrégularités, tel que l’effet de la proline dans l’hélice, dans les feuillets ?
Des irrégularités similaires sont responsables de la courbure des feuillets
Nommer un autre motif qui peut lier les chaînes d’un feuillet ou encore des hélices
Les tours béta (“beta turn”)
Qu’est-ce qui sont aussi de grandes flexibilités ?
Des bouts de protéines “non-structurées”
Donner 3 caractéristiques de la courbure béta
- Structure non répétitive
- Isolée
- 1 résidu en surplus sans liaison hydrogène
Comment se nomme cette structure ?
Courbure bêta
Nommer 3 caractéristiques de la tour β (coude)
- Intra-moléculaire
- Glycine et proline ????
- Pont H 2e liaison peptidique
Comment se nomme cette structure ?
La tour β (coude)
Quelle est la structure tertiaire ?
Le repliement global adopté par la protéine entière
Dans quelle structure les chaînes latérales les résidus prennent toute leur importance ? Comment ?
La structure tertiaire. Elles se distinguent par leur capacité d’intéragir, entre elles, ou avec le milieu et par là d’influencer le repliement de la protéine
Avec quoi les résidus polaires/hydrophiles ont tendance à vouloir interagir dans la structure tertiaire ?
Les résidus polaires/hydrophiles ont tendance à “vouloir” interagir avec le solvant, l’eau
Avec quoi les résidus hydrophobes ont tendance à vouloir interagir dans la structure tertiaire ?
Avec des lipides si disponibles (par ex: dans des protéines (trans)membranaires)
Que font les résidus hydrophobes en absence de lipide ?
Ils fuient l’eau et se regroupent dans un “core hydrophobe”
Nommer un élément clé dans la structure tertiaire
L’interaction hydrophobe
Où a lieu le repliement et la conformation/structure des protéines ?
Dans de l’eau
Décrire les interactions de la protéine avec des molécules d’eau
Sont très nombreuses, et assez définies. Elles forment une coquille d’hydratation (“hydration shell”) autour de la protéine. Souvent on ne les représentent pas pcq elles sont trop nombreuses mais elles représentent un rôle clé
Qu’est-ce que révèlent les structures de protéines ?
La présence de molécules d’eau à l’interne de la protéine - à un endroit précis
Quelle est l’interaction de chaînes latérales la plus forte dans la structure tertiaire ? Formé entre quoi et quoi ?
Le pont disulfure formé entre deux cystéines, car ceci est un lien covalent
Où est-ce que la formation du pont disulfure ne peut-elle pas se faire ? Pourquoi ?
Elle ne peut pas se faire dans un milieu réducteur car c’est une réaction d’oxydation
Le cytoplasme est-il oxydateur ou réducteur ?
Réducteur
Le pont disulfure est réservé à quoi ? Pourquoi?
Vu que le cytoplasme est réducteur, le pont disulfure est réservé à des protéines extracellulaires - des domaines extracellulaires ou des protéines secrètes (tels que l’insuline par ex)
Pouvons-nous défaire des ponts disulfures en biochimie ? Avec quoi ?
Avec des réactifs réducteurs, tel que le DTT (Dithiothréitol)
Nommer une interaction de chaînes latérales évidente. Dire ce qui y joue également un rôle
Celle entre résidus chargées, basique et acidique, par interaction ionique. Les liaisons hydrogènes et Van der Waals y jouent également un rôle
Nommer ces interactions de chaînes latérales
Donner la hiérarchie des forces d’interaction
Covalente > ionique > hydrogène > van der Waals
De quoi dépendent les interactions de chaînes latérales ? Donner un exemple
Des conditions, par ex les interactions ioniques dépendent du pH
Le contenu en hélices alpha et feuillets beta seul permet de déduire sur la fonction d’une protéine. Vrai ou Faux ?
Faux, il ne le permet pas
Qu’est-ce qui aide à l’orientation et à la structure adéquate d’une protéine ?
Les chaînes latérale
Une hélice qui portera majoritairement des chaînes latérales hydrophobes peut être quel domaine ?
Un domaine transmembranaires (les chaînes latérales pointent vers l’extérieur de l’hélice)
Que sont les protéines globulaires ?
Des protéines d’apparance sphéroïdales (ex: enzymes, récepteurs, etc…) (“globulaire” dérive de “globe”)
Que contiennent la plupart des protéines globulaires ?
Des hélices alpha et des feuillets bêtas, ainsi que des régions repliées de façon ordonnée, ou de façon aléatoire
Comment se nomme les régions des protéines repliées de façon ordonnées ?
“coil”, structure bcp plus difficile à décrire que les hélices et les feuillets
Comment se nomment les régions des protéines repliées de façon aléatoire ?
“random coil”
La plupart des protéines globulaires ont une des deux structures secondaires qui prédominent. Vrai ou Faux ? Donner un exemple
Faux. Seules quelques protéines globulaires ont une des deux structures secondaires qui prédomine (ex : concanavaline A -> feuillet bêta, mais pas d’hélice alpha)
Les protéines globulaires ont-elles des séquences répétées ou pseudorépétées comme dans les protéines fibreuses ?
Non, généralement elles n’en ont pas
Comment s’organisent les protéines fibreuses ?
En structures allongées avec une conformation essentiellement guidée par leur structure secondaire
De quoi profite la structure allongée dans les protéines fibreuses ?
De répétitions (ou de pseudorépétitions) dans la séquence, qui peuvent être assez courtes
Quels sont les deux exemples de protéines fibreuses que nous allons voir ?
La kératine et la soie
Où est située la kératine ?
Dans les couches superficielles de l’épiderme, dans les poils, les cheveux et les ongles
De quoi est constituée la kératine ?
De deux hélices alpha
Comment s’enroulent les deux hélices alpha de la kératine ?
Comme un câble torsadé (coil-coil)
Quelle est l’unité de base dans les protofibrilles des cheveux ? En quoi ça s’assemble ?
20ºA, assemblage ensuite en microfibrilles de 80ºA et macrofibrilles de 2000ºA
La séquence de la kératine comprend quoi ?
Des pseudorépétitions de 7 a.a (dénommés “a” -> “g”; et dont “a” et “d” sont non polaires (hydrophobes))
Grâce à quoi est-ce que les deux hélices de la kératine s’associent en torsade ?
Grâce à des liaisons hydrophobes
Les deux brins de kératine sont maintenu entre eux par quoi ?
Des liens disulphides (S-S)
Comment est stockée la soie ?
Elle est stockée sous une forme de soluble dans des glandes du vers à soie
En quoi est convertie la soie ?
En une structure fibrillaire insoluble (fibroin = soie)
De quoi est constituée la soie ?
De chaînes bêta antiparallèles formant des feuillets, liées entre elles par des liens hydrogènes
Comment est la séquence de la soie ? La nommer
Séquence répétée : (Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala)n = alternance de Gly et (Ala ou Ser)
Comment sont placé les Gly, Ser et Ala dans la soie ?
Les Gly se retrouvent d’un côté du feuillet et les Ala et Ser d’un autre côté
Quand est-ce que la conversion de la structure de la soie est promue ?
Lors de la sécrétion par : la déhydratation, un changement de pH, et de la force mécanique (shear stress)
Comment est la structure de la soie ?
Structure cristalline
De quoi dépend le rassemblement de protéines avec de multiples sous-unités en structure quaternaire ?
Des même forces et mécanismes que la structure tertiaire
La structure quaternaire ne peut pas être absente. Vrai ou Faux ?
Faux, la structure quaternaire peut être absente (il y a des protéines qui restent sous forme monomérique)
Comment peut être la structure quaternaire ?
Peut être une simple homo-dimérisation. Ou encore une simple hétéro-dimérisation. Ou plus complexe…
La structure quaternaire peut-elle être complexe ?
Elle peut être excessivement complexe, avec des multiples sous-unités, et/ou l’ARN, des ions de métal, etc… comme composants
Comment est considéré le repliement d’une chaîne polypeptidique ? Quand commence-t-elle ?
Le repliement d’une chaîne polypeptidique est un phénomène complexe, et commence souvent déjà pdnt la synthèse au ribosome
Quel est le point “final” du repliement d’une chaîne polypeptidique ?
Un repliement énergétiquement favorable - cela peut se passer par plusieurs étapes
Qu’est-ce qui aide au repliement d’une chaîne polypeptidique ?
Des protéines, les “chaperonnes” ou encore des enzymes (plus rarement)
Dans quoi visualise-t-on le repliement d’une chaîne polypeptidique ?
Dans des “paysages énergétiques”
Résumer en somme le repliement des protéines
En somme, c’est un processus complexe et très difficile à prédire. Bien qu’il ait plusieurs modèles qui sont probablement vrais pour certaines protéines, il n’y a pas de processus standard unifié
Est-ce qu’il arrive que des protéines se dénaturent, voir perdent leur structure ordonnée ? À cause de quoi ? Nommer des exemples
Oui. Souvent, mais pas tjrs, c’est le résultat d’une action humaine (ex : coiffeur, biochimiste, qqn qui se prépare un oeuf sunny side up)
Comment est considérée la dénaturation des protéines ? Quel en sont les conséquences ?
Ce processus peut être irréversible, mène à la perte de fonction, et souvent à la précipitation (insolubilité dans l’eau). Parfois, on peut aussi renaturer une protéine dénaturée, avec un regain de fonction
Comment pouvons-nous défaire des forces d’intéraction. Donner un exemple
On peut défaire des forces d’interaction de façon sélective. Par exemple, des ponts disulphures sont détruites par des agents réduteurs
Qu’est que l’alpha kératine des cheveux ?
L’alpha kératine des cheveux est une protéine en alpha hélice
Qu’est-ce qui fixe le caractère frisé ou lisse des cheveux ?
La torsade des “câbles de kératine” est fixée par des ponts disulfures. Elles fixent le caractère frisé ou lisse des cheveux
Qu’est-ce qu’entraine la dénaturation des ponts disulphures, suivi par la formation de nouveaux ponts disulphures, des “câbles de kératine”
Permet de soit lisser, soit friser les cheveux
Qu’est-ce qui permet de soit lisser, soit friser les cheveux ?
La dénaturation temporaire des ponts disulphures, suivi par la formation de nouveaux ponts disulphures, des “câbles de kératine”
Nommer une dénaturation plus radicale
La dénaturation par la chaleur
Comment se nomme la dénaturation par la chaleur ?
La dénaturation thermique
Que fait la dénaturation thermique ?
Elle défait plus ou moins tous les liens naturels d’une protéine
Que font les protéines lors de la dénaturation thermique ? Quelle en est la conséquence ?
Les protéines commencent à interagir entre elles, de façon non-coordonnées, et de former des agrégats qu’il est pratiquement impossible de renaturer. Évidemment cela résulte en une perte de fonction
La thermostabilité est la même entre les différentes protéines. Vrai ou Faux ?
Faux, elle diffère
Quelle est la thermostabilité de certaines enzymes ?
Assez faible, comme 55ºC pour la trypsinogène
Quelle est la thermostabilité de la trypsinogène ?
55ºC
Qu’est-ce que la “cuisine vivante” essaye de faire ? Comment ?
De garder les enzymes “vivantes” et on ne chauffe donc pas la nourriture au dessus de 47º C
Nommer une protéine qui résiste à une haute température. Laquelle ?
La globuline de l’avoine (porridge !) résiste bien jusqu’à 108ºC, et donc la cuisson
Comment sont des protéines d’organismes thermophiles par rapport à la dénaturation des protéines ?
Des protéines d’organismes thermophiles sont plus résistantes
Quand est-ce que les protéines “chapérones” aident à retrouver un repliement correct ?
Lors de la synthèse ou lors d’un choc thermique
Comment les chaperonnes ont-elles été découvertes ?
Lors de chocs thermiques expérimentaux - et appelés “heat shock proteins (HSP)
Donner un des exemples d’agrégation “naturelle”
Celle de la formation d’agrégats dans les neurones, menant à la démence
Que voulons-nous éviter pour dénaturer des protéines de façon expérimentale, par exemple pour les purifier ?
On veut éviter la précipitation/agrégation, tout en gardant la protéine soluble
Comment dénaturer des protéines de façon expérimentale, par exemple pour les purifier ?
On utilise des solvants qui préviennent des interactions non-ordonnées, tels que des détergents, ou des sels dites “chaotropes” (qui défont et préviennent les interactions hydrophobes)
Donner des exemples de détergents ou de “chaotropes” servants à la dénaturation de protéines de façon expérimentale
Le SDS (dodécylsulfate de sodium, un détergent chargé), l’urée, le guanidinium HCl, ou LiBr (de sels chaotropes, leur mécanisme n’est pas bien connu en détail)
Que permettent de faire les détergents ou les “chaotropes” ? Quelle en sont les conséquences ?
Défaire le repliement des protéines sans agrégation. La fonction de la protéine est perdue mais cela permet la purification et l’analyse expérimentale
La dénaturation et la purification des protéines se fait avec ou sans réduction des ponts disulfures ? Qu’est-ce que cela permet ?
Cela peut se faire avec ou sans réduction des ponts disulfures, ce qui permet de visualiser les dimères liés par des ponts disulfures (S-S)
