Module 4 Flashcards
Nombre de résidus d’acides aminés des peptides
2 à 50
Nombre de résidus d’acides aminés des protéines
Plus de 50
Nom donné à un acide aminé une fois inclus dans un polymère
Résidu
Type de lien covalent liant 2 acides aminés
Peptidique
Peptide formé par la liaison séquentielle de plus de 20 acides aminés
Polypeptide
Molécule formée de 2 acides aminés liés par un lien covalent
Dipeptide
Molécule formée d’une ou plusieurs chaines polypeptidiques
Protéine
Possibilités de peptides
20^n, où n est le nombre de résidus
Majorité de protéines ont combien de résidus
Entre 100 et 1000
Minimum de 40 résidus pour structure tridimensionnelle stable qui permet une fonction intéressante
Définition d’une protéine monomérique
Constituée d’une seule chaîne polypeptidique
Définition polypeptide
S’applique à la fois aux peptides et aux protéines
Définition protéines multimériques ou oligomériques
Des protéines constituées de plusieurs chaînes polypeptidiques associées les unes avec les autres
Définition sous-unité
Chaîne d’une protéine multimérique
Définition protéine homomultimère
Protéine formée de la répétition d’une seule et même sous-unité
Définition protéine hétéromultimère
Protéine formée d’au moins 2 sous-unités différentes
Comment les polypeptides sont synthétisés
Par polymérisation séquentielle d’acides aminés dans l’ordre spécifié des gènes
Qu’est-ce qu’une structure primaire
La séquence linéaire des résidus d’acides aminés d’une chaîne peptidique
Qu’est-ce qu’un lien amide et nommer deux synonymes
Lien entre deux acides aminés par la fonction alpha-carboxyle du premier et la fonction alpha-amide du deuxième
Liaison peptidique
Lien peptidique
Particularité d’une chaîne polypeptidique
Contient 1 seul groupement alpha-COOH libre au C-terminale et 1 seul groupement alpha-NH2 au N-terminale
Corrélation entre polypeptide et les liens peptidiques
Polypeptide composé de n acides aminés contient n-1 liens peptidiques
Comment décrire la séquence d’un peptide
Commencer par résidu à N-terminale, énumérer tous les résidus jusqu’à C-terminale (nom des résidus se terminent en -yl)
Définition composition
C’est la nature des acides aminés qui composent le peptide ou la protéine, exprimer en pourcentage de chaque type d’acide aminé formant la molécule
Définition séquence
C’est l’ordre dans lequel les résidus sont attachés les uns aux autres en commençant par N-terminale
Nommer les 8 étapes principales des techniques de séquençage de protéines
- Bris des ponts disulfures
- Bris des interactions non covalentes
- Composition en acides aminés
- Caractérisation des extrémités N- et C-terminales
- Fragmentation des chaînes polypeptidiques
- Séquençage des fragments
- -> Répéter les étapes 5 et 6 avec une seconde méthode de fragmentation
- Reconstruction de la séquence
- Localisation des ponts disulfures
Définition protéines homologues
Des protéines qui possèdent un degré significatif de similarité de séquence
Dérivés d’un ancêtre commun
Peuvent être orthologues ou paralogues
Définition protéines orthologues
Deux protéines homologues ayant la même fonction, mais provenant d’organismes différents
Définition protéines paralogues
Des protéines homologues (similarité de séquence) qui ont des rôles différents et qui se retrouvent dans un même organisme
Proviennent de la duplication d’un gène et de sa spécialisation subséquente
Solubilité dépend de…
Charge et polarité
Charge et polarité dépendent de…
pH et force ionique
À quel moment la solubilité est minimale
Quand pH = pI
Force ionique élevée
Caractéristique quand pH = pI
Molécule est sous forme zwitterion (charge nulle) ce qui minimise les interactions possibles entre la molécule et les molécules d’eau
Solubilité minimale
À quel moment la solubilité augmente
Quand le pH se situe de part et d’autre du pI car les charges à la surface favorisent la solubilité de la molécule en interagissant avec les molécules d’eau
Que se passe-t’il à faible concentration de sels
Salting in, les ions favorisent la solubilité des acides aminés et des protéines
Que se passe-t’il quand la concentration de sels augmente
Les ions des sels accaparent l’eau, il y a moins de molécules d’eau disponibles pour solubiliser les acides aminés et les protéines
Salting-out
Corrélation entre solubilité et force ionique
Solubilité augmente à faible force et diminue à forte force ionique
L’augmentation de solubilité est liée à l’action des…
Forces électrostatiques entre les ions et les charges portées par l’acide aminé ou le peptide
Comment peut-on faire précipiter les protéines
Modifier le pH et la concentration en sels de la solution
Après on centrifuge
Définition phase stationnaire
Substance insoluble contenue dans la colonne et interagissant avec la protéine
Varie selon la propriété utilisée pour la purification
Détermine la propriété physico-chimique utilisée pour la purification
Définition phase mobile
Échantillon contenant la protéine cible, lui a purifier
Définition élution
Les différents composés de l’échantillon sont entrainés vers le bas de la colonne
Définition éluat
Liquide qui sort de la colonne
Définition vitesse d’élution
Vitesse de passage des différents composés dans la colonne
Dépend des interactions entre ces composés et la phase stationnaire
Corrélation entre phase stationnaire et temps d’élution
Plus une protéine interagit avec phase stationnaire, plus elle prend de temps avant d’être éluée
Expliquer chromatographie d’exclusion
Séparation selon la taille
Synonyme: filtration sur gel, chromatographie sur gel
Billes de gel ont des pores de grosseur contrôlée et connue: les molécules petites pénètrent dans les pores donc migrent plus lentement
Les grosses molécules migrent plus vite
À quoi sert la chromatographie d’exclusion et quels informations on peut tirer de cette technique
Sert à purifier protéine cible
Estimer la masse moléculaire en comparant le temps d’élution protéines de masses moléculaires connues
Expliquer chromatographie par échange d’ions
Séparation par la charge
Les molécules à séparer circulent à travers une colonne contenant des billes inertes et insolubles sur lesquelles sont fixés des groupements anioniques ou cationiques
Les molécules chargées sont retenues sur la colonne dépendamment de leur charge
Nommer et caractériser les deux sortes de colonnes utilisées lors de la chromatographie par échange d’ions
- Colonne d’échange cationique
Résine chargée négative, donc lie les cations (charges +) - Colonne d’échange anionique
Résine chargée positive, donc lie les anions (charge -)
Expliquer chromatographie par affinité
Exploite mécanisme de reconnaissance moléculaire
Ligand reconnait spécifiquement la protéine cible
Seule la protéine qui a une affinité pour le ligand est retenue
Décrivez la phase stationnaire de la chromatographie d’affinité
Polymère lié de façon covalente à un ligand liant spécifiquement la cible
Donner un exemple de ligand pour la chromatographie d’affinité
Coenzyme, substrat, anticorps
Qu’est-ce que le HPLC
Chromatographie liquide à haute performance
Sert à tous types de chromatographies sur colonnes
Comment détecter les protéines
Grâce à spectrophotométrie
Acides aminés contenant cycle aromatique absorbent UV
On peut déterminer [protéine]
Expliquer le principe de l’électrophorèse
Séparation des composantes d’un mélange selon leur vitesse de migration dans un champ électrique
Les particules doivent traverser le gel
• Petites molécules = migration rapide (se faufilent)
• Grosses molécules = plus de résistance
Différence entre électrophorèse et chromatographie d’exclusion
Chromato: grosses molécules migrent plus rapidement
Électrophorèse: grosses molécules migrent plus lentement
Méthode utilisée pour analyser la pureté
L’électrophorèse sur gel de polyacrylamide avec ou sans SDS
Différence PAGE avec et sans SDS
Absence de SDS: ne permet pas de déterminer la masse moléculaire ou le pI d’une protéine
Avec SDS: faites en conditions dénaturantes
Expliquer SDS-PAGE
Les échantillons sont traités avec SDS, un agent réducteur pour dénaturer la protéine, détruire la forme 3D (tridimensionnelle)
Le nombre de molécules de SDS qui se lient à une protéine est proportionnel à la taille de celle-ci
Avec quoi la structure 3D est-elle maintenue
Interactions non covalentes et des liens covalents de type ponts disulfure
Qu’est qu’un SDS
Un détergent, permet le bris des interactions non covalentes
Qu’est-ce qu’un agent réducteur
Souvent le β-mercaptoéthanol, détruit les ponts disulfures
Charge des molécules de SDS
Négative
Comment sont séparés les solutions traitées avec SDS-PAGE
Molécules séparées selon masse moléculaire
Comment estimer la masse moléculaire de la protéine inconnue avec SDS-PAGE
Courbe standard
SDS-PAGE: Indices sur l’arrangement des sous-unités
La taille et l’arrangement des sous-unité
On peut détecter la présence de ponts disulfures en comparant des échantillons de la protéine avant et après traitement avec un agent réducteur
Comment déterminer le nombre de chaines polypeptidiques
Comparant les masses moléculaires estimées par chromatographie d’exclusion avec celles sur SDS-PAGE traités avec et sans B-mercaptoéthanol
Comment déterminer le pI d’un peptide ou d’une protéine
Focalisation isoélectrique
Expliquer focalisation isoélectrique
Le gel polyacrylamide contient un gradient de pH: une extrémité du gel est acide et l’autre est basique
À mesure qu’elles migrent dans le gel, il y a modification de leur charge nette, car le pH du gel change
Lorsqu’une protéine se situe dans la zone du gel correspondant à son point isoélectrique, elle ne porte plus de charge nette. Par conséquent, elle n’est plus entraînée par le champ électrique et il y a arrêt de sa migration.
Comportement des protéines à pH basique
Les protéines portent toutes des charges nettes négatives, elles migrent vers électrode positive
Comment déterminer le pI et la masse moléculaire au cours d’une même expérience
Électrophorèse 2D
Expliquer électrophorèse 2D
Première migration dans un gel contenant un gradient de pH, ce qui permet de séparer les protéines selon leur pI Ce gel est ensuite placé horizontalement sur le dessus d’un gel de type SDS-PAGE. Au cours de cette seconde migration, les protéines sont séparées selon leur masse moléculaire
Utilisé pour analyser un mélange protéique
Définition protéomique
L’étude du protéome, c’est-à-dire de l’ensemble des protéines d’un organisme
À quoi sert la spectrophotométrie de masse
Déterminer la masse moléculaire et la structure primaire
Expliquer la spectrophotométrie de masse
On mesure le temps que prend une molécule chargée en phase gazeuse pour voyager dans un tube
Vaporiser les protéines puis elles passent dans un camp électrique et traversent un tube avant d’arriver au détecteur
Le temps que prend un peptide pour traverser le tube (temps de vol) dépend du rapport de masse sur charge
Comment déterminer la masse moléculaire des peptides avec le temps de vol
Logiciels bio-informatique
Méthode de choix pour déterminer avec précision la masse moléculaire
Spectrophotométrie de masse
Points négatifs de la spectrophotométrie de masse
Les peptides ne peuvent pas être vaporisés par chauffage, car ils vont être détruit
Techniques qui permettent d’amener les peptides en phase gazeuse
Ionisation par électrodispersion (ESI) voltage élevé
Désorption au laser favorisée par la matrice (MALDI) excité par laser
8 étapes pour déterminer la structure primaire d’une protéine
- Bris des ponts disulfures
- Bris des interactions non covalentes
- Composition en acides aminés
- Caractérisation de extrémités N- et C- terminales
- Fragmentation des chaines polypeptidiques
- Séquençage des fragments
- Reconstruction de la séquence
- Localisation des ponts disulfures
Comment déterminer la structure primaire d’une protéine
Dégradation d’Edman
Expliquer étape 1: bris des ponts disulfures et comment faire pour empêcher qu’ils se reforment
Briser ponts disulfures avec agent réducteur comme B-mercaptoéthanol
Pour empêcher qu’ils se reforment: traiter protéine avec agent d’alkylation, comme iodoacétate qui bloque les groupements -SH
Expliquer étape 2: bris des interactions non covalentes
Avec chaleur, l’ajout d’un détergent comme SDS ou d’un agent chaotropique comme l’urée
Quoi faire après 2e étape
Séparées les différentes chaines de protéine par HPLC ou électrophorèse pour les analyser individuellement
Expliquer étape 3: composition de la protéine
Pour déterminer composition, il faut briser tous les liens peptidiques et analyser les résidus libérés
On fait l’hydrolyse des liens peptidiques à pH très acide et température très élevé avec le réactif d’Edman (PITC)
Caractéristiques du PITC selon le pH de son milieu
Basique: PITC se lie au groupement alpha-amine
alors PTC-acide aminés
Cycle aromatique
Particularité des PTC-acides aminés
Portent un cycle aromatique, détectable par spectrophotométrie
Comment on sépare les PTC-acides aminés à l’étape 3
Par HLPC
Le temps d’élution est comparé avec celui des autres acides aminés
Points négatifs de l’hydrolyse acide (étape 3)
Asparagine et glutamine sont partiellement détruit (leurs groupements amides)
Donc impossible de distinguer un aspartate d’une asparagine et un glutamate d’une glutamine
Expliquer étape 4: Caractérisation des extrémités (N-terminal)
Utiliser le PITC
N-term: Une chaine polypeptidique a 1 seule fonction alpha-amine libre, alors ajout 1 seule molécule de PITC
Traiter PTC-peptide avec acide trifluoroacétique, ce qui libère résidu N-terminal
Refaire HPLC
Expliquer étape 4: Caractérisation des extrémités (C-terminal)
C-term: Utiliser carboxypeptidase pour libérer le résidu à cette extrémité
Ensuite traité avec réactif d’Edman
Identifié avec HPLC
Particularité étape 3 et 4
Les échantillons ne peuvent plus servir pour les étapes d’après
Expliquer étape 5: Fragmentation des chaines
Utiliser les endopeptidases pour couper les liens peptidiques à l’intérieur de la chaine (tyrosine et chymotrypsine)
But étape 5
Couper chacune des chaines polypeptidiques obtenues à l’étape 2 pour obtenir une série de fragments contenant entre 30 et 40 résidus
Particularité étape 5 (endopeptidases)
Sensible à la proline
Expliquer étape 6: séquençage des fragments (nommer les 2 méthodes)
Dégradation d’Edman ou spectrophotométrie de masse
Particularité étape 6 en utilisant la méthode dégradation d’Edman pour le séquençage des protéines
D’abord séparer les fragments par HPLC
Expliquer étape 6: Séquençage des fragments avec la méthode de dégradation d’Edman
Analyses successives du résidu N-term
Après chaque analyse, on récupère peptide raccourci d’un résidu et on l’utilise pour nouvelle réaction PITC
Taille 30 à 40 résidus
Particularité après l’étape 6
Répétition des étapes 5 à 6
Fragmentation avec une 2e méthode (étape 5)
Séquençage des fragments résultants (étape 6)
Expliquer étape 7: Reconstruction de la séquence avec méthode d’Edman lors de l’étape 6
Comparer et aligner les fragments obtenus par les 2 méthodes de fragmentation, le chevauchement permet de déterminer la séquence de la chaine entière de départ
Expliquer étape 7: Reconstruction de la séquence avec spectrophotométrie de masse lors de l’étape 6
Séquences de fragments sont remis dans le bon ordre par analyse bio-informatique grâce technique de l’empreinte de masse peptique
Expliquer étape 8: Localisation des ponts disulfures
Briser les interactions non covalentes
Une partie de l’échantillon est traitée afin de briser les ponts disulfures
Comparaison REVOIR CETTE PARTIE
