Modélisation moléculaire Flashcards
À quoi sert l’analyse des protéines ?
Repliement global de la protéine
Conformation de résidus spécifique
Distribution des charges, des groupements hydrophobes
Identification des interactions entre les chaînes latérales
Identification des interactions entre une protéine et une autre molécule.
Logiciel de visualisation le plus utilisé par la communauté ?
Pymol, fonctions puissantes, open-source.
La première structure a été concue 10 ans après la découverte de la double hélice d’ADN
Vrai
Est-ce vrai de dire que la RMN est arrivé en 1950 ?
Non, en 1950 la technologie utilisée était le diffraction par rayon X.
L’hémoglobine a été découverte par qui ?
Max Perutz, ca lui a pris 25 ans. Résolution 5,5 Angströms. Prix nobel de chimie 1962
La myoglobine a été découverte par qui ?
John Kendrew, 2.8 A, molécule compacte, pas de canal passant au travers de la molécule, presque tous les groupes sont à la surface, l’intérieur de la molécule est fait de résidus non-polaires, modèle avec tige d’acier
Étapes de déterminations d’une structure :
- Préparation des échantillons appropriés
- Acquisition de plusieurs spectres RMN (1,2,34D)
- Attribution des déplacements chimiques
- Obtenir des contraintes structurales
- >distances inter-proton
- > angles dièdres
- Générer une structure qui satisfait les contraintes structurales
Sur quoi se fonde la résonnance magnétique nucléaire ?
Sur la propriété des noyaux atomiques
-> Nombre quantique de spin ( 0, 1/2, 1, 3/2, 2 )
-> Nombre quantique magnétique: m ( m= I, I-1, I-2, ..-I +1, -I)
- pour un noyau avec I = 1/2
-> m= 1/2 ou -1/2
-> deux états : alpha et beta
=
Dans le jargon de la RMN, ∆E est égal à quoi ?
ħγB = hν
Dans le jargon de la RMN, v est égal à quoi ?
ν = γB
2π
À quel formule correspond le déplacement chimique ?
δ= 10 6 * ν−ν ref
ν ref
RMN 1D ?
- acceptable pour des petits molécules
- chevauchement des pics pour les protéines
- > peu d’information
RMN 2D ?
- Acceptable pour des protéines 8kB
RMN 3D et 4D ?
- Maintenant utilisée pour la majorité des déterminations de structures
- Permet un attribution quasi-complète
Que signifie NOE ?
- Nuclear Overhauser Effect
Que fait NOE ?
- Mesure la distance entre deux protons
NOE est proportionnel à quoi ?
1 / rayon exposé à la 6
À quoi correspond J ?
- Constante de couplage
À quoi sert J ?
Mesure un angle dièdre
δ correspond à quoi ?
Déplacement chimique
Est-ce que les ponts hydrogène correspondent à une contrainte structurale ?
Ouais
L’orientation d’un vecteur correspond-il à une contrainte structurale ?
Oui
Le logiciel de dynamique moléculaire a besoin d’informations pour fonctionner:
- Structure non repliée
- (distance inter-proton, angles dièdres, δ , ponts-H, orientation de liens)
Quelles sont les limites de la RMN ?
- Protéines de moins de 300 a.a
- Chevauchement des pics
- ( solution : marquage 15N/13C d’une portion de la protéine)
- Élargissement des raies
- (poids moléculaire î, largeur des pics î, intensité des signaux !)
- solution : TROSY est applicable pour des systèmes de 100 kD)
Que veut dire RMSD
Root-mean-square deviation of atomic positions
Faut-il toujours tenir compte du RMSD lorsqu’on utilise la structure moyenne ?
Absolument
LA méthode la plus utilisée pour déterminer la structure des macromolécules ?
Cristallographie et diffraction des rayons X
Si on veut obtenir la structure d’une grosse macromolécule est-ce qu’on utilise la RMN ou la cristallographie et diffraction des rayons X ?
Cristallographie et diffraction des rayons X
Pour qu’un objet puisse diffracter la lumière et être visible au microscope, la longueur
d’onde de la lumière doit être inférieure à la grosseur l’objet
Ca fait du sens et c’est pourquoi la longueur d’onde des rayons X est donc appropriée pour la diffraction sur les atomes de
C, N, O, S
Est-ce vrai de dire que les protons diffractent plus ?
Non
Les lentilles sont-elles capables de faire dévier des rayons X ?
non, c’est pour cette raison qu’il faut utiliser un ordinateur
Si les lentilles ne peuvent pas dévier les rayons X, qu’utilise-t-on ?
Un ordinateur qui capte l’orientation et la position des rayons X !
Lorsque l’intensité des rayons X est faible que faut-il faire ?
Faire des cristaux avec la protéines, de cette manière, nous avons plusieurs copies de la même protéine et nous pouvons mieux capter l’intensité.
Nommez les étapes principales afin de déterminer une structure par cristallographie :
- Croissance de cristaux de très haut qualité à partir de protéines purifiées
- Mesurer la direction et l’intensité des faisceaux de rayons X diffractés sur les cristaux
- Utiliser un ordinateur pour simuler les effets d’une lentille
- Produire une image du contenu des cristaux
- Interprétation de cette image en construisant un modèle qui est consistant avec l’image.
Comment se déroule la croissance des cristaux ?
Précipitation lente et contrôlée à partir de solution aqueuse
Condition expérimentales où la protéine n’est pas dénaturée
Pour promouvoir la précipitation il faut utiliser le :
Salting-Out
En guise de sel pour l’étape de la précipitation, quel est le candidat de choix ?
Polymère polyéthylène glycol (PEG)
Paramètres affectant la formation de cristaux ?
Concentration de la protéine
Température
pH
Force ionique
Où le cristal est-il inséré ?
Entre la source de rayon X et le détecteur
Comment peut-on capter les rayons X ?
Avec un simple film
Comment appelle-t-on les points sur le film?
Réflexions
La reconstruction de la moléculaire requiert 2 choses :
Direction du faisceau et intensité de la réflexion
Quel est le but de la cristallographie ?
Obtenir la fonction mathématique ayant comme représentation graphique la carte de densité électronique
En plus de l’intensité et de la position de la réflexion, nous avons aussi besoin de la phase alpha de chaque réfexion.
Vrai
Nommez quelques outils de visualisation :
MOLMOL, PyMOL, RasMOL, SWISS PDB VIEWER, VMD, RIBBONS,
Plus grand défis de la biologie structurale ?
Établir un lien entre la structure et la fonction
Méthodes de premières générations
Hélices et brins, 45 -60 % d’exactitude
Méthode de 2ème génération
Effet des acides aminés voisins, 58-64%
Méthode de 3ème génération
Effet de la structure tertiaire, PHD = meilleur outil de prédiction de structures tertiaires, 72%, prédiction d’hélice alpha plus que bêta
