Module 4-5-6 Flashcards
Différences entre peptides et protéines
Peptides = contiennent entre 2 à 50 résidus Protéines = longues chaines de 50 résidus et plus
Nom des polymères contenant entre 2 et 12 résidus
(préfixes standards chimie) + peptide
Nombre de peptides possibles
20exp n (n = nbr résidus)
Combien de résidus au minimum faut-il pour obtenir une structure tridimensionnelle stable permettant une fonction intéressante?
40 résidus
Qui suis-je : je suis constitué d’une seule chaîne polypeptidique
Protéine monomérique
Le terme polypeptide s’applique à…
Peptides et protéines
Qui suis-je : je suis constitué de plusieurs chaines polypeptidiques
Protéines multimériques ou oligomériques
Synonyme protéines multimériques
Protéines oligomériques
Définir sous-unité
Chaque chaine d’une protéine multimérique
Définir homomultimérique
Protéine formée d’une seule et même sous-unité
Définir hétéromultimérique
Protéine formée d’au moins deux sous-unités différentes
Qu’est-ce qui est utilisé pour distinguer les différentes sous-unités d’une protéine?
Lettre grecque
Qu’est-ce qui est utilisé pour indiquer le nombre de copies de chaque sous-unité dans une protéine?
Indices
Qui suis-je : Séquence linéaire des résidus d’acides aminés
Structure primaire
Définir liaison peptidique
Union des acides aminés entre eux
Décrire une liaison peptidique
Liaison entre le groupement carbonyle du 1er a.a. et le groupement amine du 2ième a.a
Une chaine polypeptidique contient combien de groupement alpha-COOH libre et où se situe-t-il?
1 seul et à l’extrémité C-terminale
Une chaine polypeptidique contient combien de groupement alpha-NH2 libre et où se situe-t-il?
1 seul et à l’extrémité N-terminale
Vrai ou faux : les peptides et les protéines s’ionisent en milieu aqueux
Vrai
Où sont-portées les charges libres des peptides et protéines?
Par les groupements alpha-COOH et -NH2 libres aux extrémités C et N terminales et par les chaines latérales des résidus
Vrai ou faux : L’intérieur d’un polypeptide constitue un microenvironnement duquel les molécules d’eau sont exclues
Vrai
Vrai ou faux : La valeur de pKa d’un acide aminé peut varier
Vrai, lorsqu’un acide aminé se retrouve à l’intérieur d’un polypeptide
Par où commence-t-on pour décrire la séquence d’un peptide?
N-terminale—–> C-terminale
Molécule antioxydante majeure des cellules
Glutathion (GSH)
Peptides hormonaux servant de messagers chimiques dans l’organisme
- Glucagon
- Ocytocine
- Vasopressine
Neuropeptides ayant des fonctions de neurotransmetteurs
- Endorphines
- Substance P
Masse moléculaire moyenne d’un acide aminé
110 Da
Truc pour avoir environ le nombre de résidus d’une protéine
Masse molaire d’une protéine / 110
Différence entre composition d’une protéine et séquence d’une protéine
Composition : Réfère à la nature des acides aminés formant la molécule, exprimée en % Séquence : Ordre (en partant de N-terminale)
À partir de quoi peut être déduite la séquence d’ADN correspondante?
À partir de la séquence d’ADN correspondante
Sans jamais purifier et manipuler une protéine, qu’est-il possible d’obtenir à l’aide d’une analyse par ordinateur?
- Sa structure primaire
- Sa masse moléculaire
- Son point isoélectrique
Qu’est-il impossible d’obtenir comme information à partir d’une analyse d’une protéine par ordinateur?
- Présence d’acides aminés modifiés
- Présence de ponts disulfures
- Déterminer si la protéine est composée d’une ou de plusieurs sous-unités
Vrai ou faux : les protéines ayant la même fonction, mais provenant d’organismes différents ont souvent des séquences similaires
Vrai
Vrai ou faux : Deux espèces proches évolutives n’auront pas des séquences similaires
Faux ; séquences similaires
Définir protéines homologues
Deux protéines sont homologues lorsqu’elles ont un degré significatif de similarité de séquence
Qui suis-je : Deux protéines homologues ayant la même fonction, mais provenant d’organismes différents
Protéines orthologues
Qui suis-je : Deux protéines homologues ayant des rôles différents
Protéines paralogues
Où retrouve-t-on des protéines paralogues?
Dans un même organisme
D’où proviennent des protéines paralogues?
De la duplication d’un gène et de sa spécialisation subséquente
Définir substitution conservative
Lorsqu’un résidu est remplacé par un autre ayant des caractéristiques semblables
Arbres permettant d’illustrer la distance évolutive entre les organismes
Arbres phylogénétiques
1ère étape pour purifier une protéine
Préparer un extrait contenant toutes les biomolécules présente dans la cellule
Il est possible de faire une purification selon…
- Solubilité
- Taille
- Charge
- Affinité
Quel est le rôle de la centrifugation?
Éliminer les particules non désirées comme des résidus de la membrane et des organites
De quoi dépend la solubilité?
- De la charge
- De la polarité
De quoi dépendent la charge et la polarité?
- Du pH
- De la force ionique
Quand est-ce que la solubilité d’un acide aminé ou d’une protéine est minimale?
Lorsque pH = pI
Pourquoi est-ce la solubilité d’un acide aminé ou d’une protéine est minimale lorsque le pH = pI?
La molécule est sous forme zwitterion et porte donc une charge nette qui est nulle, ce qui minimise les interactions possibles entre la molécule et les molécules d’eau
Vrai ou faux : la solubilité augmente lorsque le pH se situe de part et d’autre du pI? expliquer
Vrai, les charges favorisent les interactions de la molécule en intéragissant avec les molécules d’eau
Qu’arrive-t-il avec la solubilité des acides aminés et des protéines s’il y a de faibles forces ioniques?
Solubilité augmente
Qu’arrive-t-il avec la solubilité des acides aminés et des protéines s’il y a de fortes forces ioniques?
Solubilité diminue
Expliquer le phénomène de salting-out
Lorsque la concentration en sels devient plus forte, les ions des sels accaparent l’eau ; il y a donc moins de molécules d’eau disponibles pour solubiliser les acides aminés et les protéines (solubilité diminue)
Expliquer comment est-il possible d’augmenter la solubilité des acides aminés et des protéines grâce aux forces ioniques
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
Lors de la centrifugation d’un échantillon, comment fait-on pour récupérer la protéine d’intérêt si les protéines indésirables forment le précipité?
Récupère le surnageant
Lors de la centrifugation d’un échantillon, comment fait-on pour récupérer la protéine d’intérêt si elle forme le précipité?
Il faut se débarrasser délicatement du surnageant et resolubiliser la protéine dans un plus petit volume tampon (permet aussi de concentrer la protéine cible)
Après une précipitation, pourquoi est-il souvent nécessaire de procéder à des étapes de dialyse ou de chromatographie d’exclusion afin de diminuer la concentration en sels?
Souvent, une trop forte concentration saline nuit aux étapes subséquentes de purification ou d’analyse
Dans une colonne de chromatographie, quel nom donne-t-on à la substance insoluble?
Phase stationnaire
Dans une chromatographie sur colonne, qu’est-ce qui détermine la propriété physicochimique utilisée pour la purification?
La nature de la phase stationnaire
Dans une chromatographie sur colonne, quel nom donne-t-on à l’échantillon à purifier?
Phase mobile
Liquide sortant de la colonne lors de chromatographie
Éluat
Vrai ou faux : Lors d’une chromatographie sur colonne, les différentes protéines du mélange sont entrainées à la même vitesse
Faux ; vitesses variables
Que se passe-t-il avec la vitesse d’élution d’une protéine si elle interagie beaucoup avec la phase stationnaire?
Elle sera basse (la protéine prendra plus de temps avant d’être éluée)
Dans la chromatographie d’exclusion, les molécules d’un mélange sont séparées selon quoi?
Leur taille
Qui suis-je : filtration sur gel, chromatographie par tamisage moléculaire, chromatographie sur gel ou encore chromatographie d’exclusion stérique
Chromatographie d’exclusion
Pourquoi est-ce que, lors d’une chromatographie d’exclusion, les plus grosses molécules migrent plus vites?
Dans ce type de chromatographie, les billes contiennent des pores de grosseur contrôlée et comme les grosses molécules ne peuvent pas entrer dans le spores, elles migrent rapidement.
Qu’est-ce que la chromatographie par échange d’ions exploite?
Elle exploite la différence entre les charges nettes des molécules à un pH donné
Expliquer le fonctionnement de la chromatographie par échange d’ions
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.
Lors d’une chromatographie par échange d’ions, quelle autre façon, mise à part de modifier la concentration saline du flux de solvant, peut-on utiliser?
Modifier graduellement le pH du solvantt, ce qui provoquera une modification de la arche nette des composantes
Qu’est-ce que la chromatographie d’affinité exploite?
Exploite les mécanismes de reconnaissance moléculaire
Définir la chromatographie d’affinité
Séparation d’une protéine cible grâce à son affinité pour une autre molécule
Expliquer la chromatographie d’affinité
Les molécules circulent dans la colonne et la protéine ayant une affinité pour le ligand est retenue tandis que les autres protéines migrent avec le flux de solvant. Il est par la suite possible d’éluer la protéine cible de deux faons ; en modifiant le pH du flux de solvant ou en ajoutant une solution contenant une forte concentration de ligang
Définir ligand
Ce qui va se lier à la protéine cible
Quelle sont les deux façons d’éluer une protéine cible et expliquer leur fonctionnement?
- Modification pH flux de solvant = brise interactions faibles ligand/protéine
- Ajoutant une solution contenant une forte concentration de ligand = protéines ont plus de chances de reformes les liaisons aves les molécules de ligand libre
Si une protéine est purifiée en fonction de sa solubilité, quelle technique sera-utilisée?
Salting-out,précipitation,centrifugation
Si une protéine est purifiée en fonction de sa taille, quelle technique sera-utilisée?
Chromatographie d’exclusion
Si une protéine est purifiée en fonction de sa charge, quelle technique sera-utilisée?
Chromatographie à échange d’ions
Si une protéine est purifiée en fonction de son affinité pour un ligang, quelle technique sera-utilisée?
Chromatographie par affinité
Version robotisée de la chromatographie
HPLC
Nommer les quatre types d’analyse de protéines
- Détection et dosage
- Vérification de la pureté
- Détermination de la masse moléculaire
- Détermination du pI
Quel type d’acide aminé absorbe le rayonnement ultraviolet?
Les acides aminés contenant un cycle aromatique
Maximum d’absorption de la tyrosine et le tryptophane
280nm
Maximum d’absorption de la phénylalanine
260nm
Vrai ou faux : le coefficient d’absorption molaire est propre à chaque absorbance
Faux ; propre à chauque composé
Vrai ou faux : l’absorbance d’une solution contenant un soluté X est inversement proportionnelle à sa concentration
Faux ; directement proportionnelle
Quelle technique est fréquemment utilisée pour identifier les fractions qui contiennent des protéines lors d’une chromatographie?
La spectrophotométrie UV
Dans un cas de mélanges de protéines ou d’une protéine dont le coefficient d’extinction molaire n’est pas connu, quelle technique faut-il utiliser?
Spectrophotocolorimétrie
Lors d’une spectrophotocolorimétrie, comment est-il possible de déterminer la concentration des échantillons colorés?
À l’aide d’une courbe standard
Définir le principe d’électrophorèse
Séparation des composantes d’un mélange selon leur vitesse de migration dans un champ électrique
De quoi dépend le principe d’électrophorèse?
- Charge électrique
- La forme
- La masse moléculaire
Expliquer le principe d’électrophorèse
Les molécules doivent passer au travers du réseau de pores présent dans le gel et migrent vers l’électrode de charge opposée. Une fois la migration terminée, le gel est traité avec un colorant afin de visualiser les différentes composantes.
Pourquoi est-ce que, contrairement à la chromatographie d’exclusion, lors de l’électrophorèse, les grosses molécules sont désavantagées?
Parce qu’elles ne sont pas exclues des pores. En conséquent, les petites molécules migrent plus facilement, car elles se faufilent plus rapidement. Les grosses molécules rencontrent plus de résistance.
Utilité de l’électrophorèse
- Analyser pureté
- Déterminer la masse moléculaire
- pI d’une protéine
L’électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes est plus communément appelée…
SDS-PAGE
Expliquer la SDS-PAGE
Les échantillons protéiques sont traités avec du SDS, un détergent permettant de briser des les interactions non covalentes, et un agent réducteur, le beta-mercaptoéthanol permettant de détruire les ponts disulfures.
Pourquoi est-ce que le SDS-PAGE permet de séparer les protéines selon leur masse moléculaire uniquement?
Les molécules de SDS sont chargées négativement. Le nombre de molécules de SDS qui se lient à une protéine est proportionnel à la taille de celle-ci.
Quelle est la densité de charge des protéines mises en présence de SDS?
Charge négative uniforme
Utilité de la focalisation isoélectrique
Déterminer le pI
Expliquer la focalisation isoélectrique
Le gel utilisé contient un gradient de pH, c’est-à-dire, q’une extrémité est basique et que l’autre est acide. À pH très basique, les protéines portent toutes des charges nettes négatives ce qui les amènent à migrer vers l’électrode positive. À pH très acide, les protéines portent toutes des charges positives et donc migrent vers l’électrode négative. Lorsqu’une protéine se situe dans la zone du gel correspondant à son pI, la migration arrête.
Quelle expérience permet de déterminer en même temps le pI et la masse moléculaire?
Électrophorèse 2D
Expliquer une électrophorèse 2D
Il y a une première migration dans un gel contenant un gradient de pH ce qui permet de déterminer le pI. Ensuite, ce gel est placé sur le dessus d’un gel de type SDS-PAGE. Lors de cette migration, les protéines sont séparées selon leur masse moléculaire.
En quoi est utile la spectrophotométrie de masse?
Pour 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
3 techniques permettant d’estimer la masse moléculaire et la plus précise
- Chromatographie d’exclusion
- SDS-PAGE
- Spéctrophotométrie de masse (+précise)
1ère étape de la dégradation d’Edman et son fonctionnement
- Bris des ponts sulfures
- À l’aide d’un agent réducteur, le beta-mercaptoéthanol, les ponts sulfures sont brisés. Puis, il faut traiter avec un agent d’alkylation, l’iodoacétate qui bloque les groupements -SH.
2ième étape de la dégradation d’Edman et son fonctionnement
- Bris des interactions non covalentes
- Ces interactions sont détruites par la chaleur, l’ajout d’un détergent comme le SDS ou d’un agent chaotropique comme l’urée
3ième étape de la dégradation d’Edman et son fonctionnement
- Composition de la protéine
- Il faut briser tous les liens peptidiques et ensuite analyser les résidus libérés. L’hydrolyse de ces liens se fait dans des conditions extrêmes, à pH très acide et à une température très élevée en utilisant le réactif d’Edman, le phénylisothiocyanate (PITC).
Lors de la 3ième étape de la dégradation d’Edman, comment se fait-il que les acides aminés sont détectables (et à quelle abs.)?
En milieu basique, le PITC se lie au groupement alpha-amine de chaque acide aminé formant un cycle aromatique détectable par spectrophotométrie UV (254 nm).
Pourquoi est-ce qu’il est impossible de distinguer un aspartate d’une asparagine et un glutamate d’une glutamine suite à la l’hydrolyse d’acide dans la dégradation d’Edman?
Parce que l’asparagine et la glutamine sont partiellement détruits dans les conditions extrêmes de l’hydrolyse d’acide
Vrai ou faux : après la 3ième et 4ième étape de la dégradation d’Edman, l’échantillon ne peut plus servir
Vrai
4ième étape de la dégradation d’Edman
- Caractérisation des extrémités
Comment fait-on pour caractériser les extrémités d’un acide aminé dans une dégradation d’Edman?
- N-terminale : Il faut d’abord marquer les chaines obtenues à l’étape 2 en y ajoutant une seule molécule de PITC. On traite ensuite le PTC-peptide avec de l’acide trifluoroacétique, ce qui libère le résidu en N-terminal. On analyse finalement par HPLC.
- C-terminale : Libère le résidu avec une carboxypeptidase. Puis, on traite avec avec le réactif d’Edman. On identifie ensuite par HPLC.
5ième étape de la dégradation d’Edman et à quoi elle sert
- Fragmentation des chaines
- Obtenir des fragments contenant 30-40 résidues
Fonctionnement de la 5ième étape de la dégradation d’Edman
Des enzymes, les endopeptidases coupent les liens à l’intérieur de la chaîne. Cahcune reconnait des acides aminés spécifiques et coupe les lien peptidique avec le résidu suivant si celui-ci n’est pas une proline.
Exemple endopeptidase
- Trypsine
- Chymotrypsine
Pourquoi est-ce que les endopeptidases sont incapables de couper des liens peptidiques s’il s’agit d’une proline?
À cause de son groupement amine secondaire
6ième étape de la dégradation d’Edman
- Séquençage des fragments
2 méthodes de séquençage de fragments
- Dégradation d’Edman
- Spectrométrie de masse
Pourquoi est-ce que le séquençage de fragments par spectrométrie de masse est-il de plus en plus utilisé?
Ne nécessite pas de séparation préalable contrairement à la dégradation d’Edman
Comment est-il possible de localiser des ponts disulfures?
Il faut d’abord briser les interactions non covalentes. Puis, une partie de l’échantillon est traitée afin de briser les ponts et un autre ne l’est pas. Les polypeptides de ces échantillons sont fragmentés et les masses sont déterminées par SDS-PAGE ou spectrométrie de masse. Le changement de masse d’un fragment indique la présence d’un pont disulfure.
Par quoi sont principalement déterminées les fonctions des protéines?
- Par leur structure 3D
Quelle est la différence lorsqu’on veut changer la configuration d’une protéine vs sa conformation?
Aucun lien covalent ne doit être brisé afin de changer la conformation d’une protéine contrairement à un changement de configuration
Définir conformation native
Conformation 3D spécifique qu’adopte une protéine dans des conditions physiologiques
Qui suis-je : Forme d’une protéine ayant une activité biologique
Conformation native
À quoi correspond la structure primaire?
Séquence en acides aminés de la chaine polypeptidique spécifiée par l’information génétique (ADN/génome).
Quel type de lien fait intervenir la structure primaire?
Lien covalent
Qu’est-ce qui forme la structure 3D de la protéine?
Les structures secondaires, tertiaires et quaternaires
À quoi correspond la structure secondaire d’une protéine?
À l’arrangement spatial des acides aminés adjacents dans une région donnée de la chaine polypeptidique
Par quoi sont stabilisées les structures secondaires?
Par des liens H
Qu’est-ce que décrit la structure tertiaire?
L’arrangement 3D de tous les atomes formant une chaine polypeptidique
Par quoi sont stabilisées les structures tertiaires?
- Interactions non covalentes
- Ponts disulfures
Quel type de protéine contient une structure quaternaire?
Les protéines constituées d’au moins deux chaine polypeptidiques (protéines multimériques)
Qu’est-ce que décrit la structure quaternaire?
L’association et l’arrangement spatial des sous-unités dans l’espace
Par quoi sont stabilisées les structures quaternaires?
- Interactions non covalentes
- Ponts disulfures
Comment est déterminer la structure 3D d’une protéine?
Cristallographie à rayons X ou Spectroscopie par RMN
Avantage et inconvénient de la cristallographie à rayons X
Avantage : Résolution élevée
Inconvénient : Limitée par la difficulté à obtenir un cristal de qualité pour certaines protéines
Pourquoi est-ce que lorsqu’on utilise le spectroscopie RMN, il n’est pas nécessaire de produire un cristal?
Permet l’étude d’une protéine en solution
Avantage RMN
Très puissante pour étudier les petites protéines
L’arrangement spatial des acides aminés adjacents dans une section de la chaine polypeptidique dépend de…
- Géométrie des liens peptidiques
- Nature des chaines latérales
Définir un groupement peptidique
Les 2 atomes directement impliqués dans le lien peptidique et leurs 4 substituants
Vrai ou faux : le groupement peptidique est non polaire
Faux, polaire
En présence d’une liaison peptidique, il y a formation de…
Hybride de résonnance
Dans la conformation trans, les deux C alpha sont où par rapport au plan?
Aux extrémités opposés
Dans la conformation cis, les deux C alpha sont où par rapport au plan?
Sont plus rapprochés l’un de l’autre
Pourquoi est-ce que la conformation cis est moins favorable que trans?
Les chaines latérales des deux résidus liés sont plus rapprochées, ce qui augmente l’encombrement stérique
Vrai ou faux : il est possible pour une conformation trans d’être convertie en conformation cis
Faux
Comment est-il possible de changer une conformation?
Il faut l’action d’une enzyme, l’isomérase, qui provoque une déstabilisation transitoire de l’hybride de résonnance
Qu’est-ce qui confère de la rigidité à une chaine peptidique?
La proline
Qui suis-je : la structure secondaire la plus connue et la plus abondante des protéines
Hélice
Vrai ou faux : dans les protéines, les hélices sont presque toujours gauches
Faux, droite
Une hélice peut contenir jusqu’à combien de résidus et en moyenne combien?
- 4-40 résidus
- Moyenne 12
Résidu très fréquent des hélices
Alanine
Résidu souvent présent au début ou à la fin des hélices
Glycine
Par quoi peuvent être déstabilisées les hélices?
- Répulsions électromagnétiques entre les chaines latérales de même charge
- Encombrement stérique entre les chaines latérales de même charge
Qui suis-je : résidu le moins commun dans les hélices
Proline
Qu’arrive-t-il si une hélice contient une proline?
Interruption de la structure en hélice
Vrai ou faux : les hélices sont souvent amphiphatiques
Vrai
Deux types de structures secondaires
- Hélices
- Feuillets
Qui suis-je : élément constitutif d’un feuillet
Brin
Combien de résidus un brin contient-il en moyenne et jusqu’à combien peut-il en contenir?
- Moyenne 6 résidus
- Jusqu’à plus de 15
Vrai ou faux : la conformation des brins est très stable grâce à l’absence d’interactions non covalentes entre les résidus
Faux
Définir feuillet
Les brins s’associent entre eux en formant des liens H entre les groupements beta carbonyle d’un brin et les groupements alpha-amines d’un autre
Deux principaux types de feuillets
- Feuillets beta-parallèles
- Feuillets beta-antiparallèles
Différence entre les feuillets beta-parallèles et beta-antiparallèles
Parallèles = brins orientés dans le même sens
Antiparallèles = brins orientés en sens inverse
Un feuillet peut contenir jusqu’à combien de brins et moyenne combien?
- Entre 2 et 22 brins
- En moyenne 6
Pourquoi est-ce que les feuillets antiparallèles sont plus stables que ceux parallèles?
Parce que les liens H sont plus linéaires
Quand est-ce que les feuillets font partie de la structure secondaire?
Lorsque les brins associés proviennent de régions adjacentes
Quelle structure a deux brins d’un feuillet beta provenant de régions éloignées de même chaine?
Structure tertiaire
Quelle structure a deux brins d’un feuillet beta provenant de chaine différentes?
STRUCTURE QUATERNAIRE
Par quoi sont rendus possible les changement de direction dans les protéines?
Boucles
Comment sont appelées les boucles qui contiennent peu de résidus (5 ou moins)?
Coudes ou tours
Type de boucle le plus courant
Coudes ou tours beta
Combien de résidus un coude contient?
4
Coude fait le lien entre quel sorte de feuillets
2 brins d’un feuillet antiparallèle
Qui suis-je : résidu souvent présent dans un coude
Glycine
Pourquoi est-ce que la proline est souvent présente dans des coudes?
Permet changement de direction en introduisant un lien peptidique dans la conformation cis
Qu’est-ce qui façonne la structure 3D d’une protéine?
L’agencement de toutes les structures secondaires
De quoi d.pend la localisation des résidus dans la structure tertiaire?
De leur polarité
Définir motif
Combinaison d’un hélice/feuillet avec boucle
Définir domaine
Combinaison de motifs
Vrai ou faux : chaque domaine a une fonction spécifique
Vrai
Dans le cas d’une protéine multimérique, à quoi correspond la structure quaternaire?
À la structure tertiaire
Définir dénaturation
Perte de la conformation native d’une protéine suite aux bris des interactions covalentes
Exemples d’agents dénaturants
- Chaleur
- Changement de pH
- Agents chaotropiques (urée etsels de guanidine)
- Détergents (forme des micelles qui augmentent la solubilité des résidus hydrophobes)
Pourquoi est-ce que la structure primaire n’est pas affectée par les agents dénaturants?
Parce que les agents dénaturants ne touchent pas aux liens covalents
Définir renaturation
Certaines protéines peuvent retrouver leur conformation après avoir été dénaturées
Où est située toute l’information nécessaire au repliement?
Dans la structure primaire du polypeptide
Vrai ou faux : les protéines se replient de manière à former la structure la plus stable possible, c’est-à-dire, celle contenant le maximum d’énergie
Faux, celle contenant le minimum d’énergie
Vrai ou faux : le repliement est un processus thermodynamiquement favorable
Vrai
Qui suis-je : conformation d’une protéine la plus favorable
Conformation native
Définir molten globule (globule fondu)
Intermédiaire lors du repliement de protéine. C’est une molécule qui n’a pas encore atteint la conformation native, mais qui n’est pas une protéine dénaturée
Facteur le plus important pour le repliement des protéines
Interactions hydrophobes
Qui suis-je : forces contribuant à la stabilité globale de la protéine
Forces de Van der Waals
Classifications des protéines
- Fonction
- Forme et solubilité
- Composition
Fonction que ne peut faire une protéine
Stockage de l’information génétique
Avantage de la classification par fonction
Donne directement le rôle de la protéine dans la cellule
Inconvénient de la classification par fonction
- Fonction parfois inconnue
- Peut pas classer des protéines mutlifonctionnelles
Trois groupes lorsque les protéines sont classées selon la forme et la solubilité
- Fibreuse
- Globulaire
- Membranaire
Caractéristiques protéines fibreuses
- Structures secondaires régulières (généralement un seul type)
- Degré de pontage élevé
- De forme allongée
- Insolubles dans l’eau
- Grande résistance mécanique
Exemples protéines fibreuses
- Kératine
- Fibroïne de la soie
- Collagène
Localisation kératine
Ongles, poils, cornes et épiderme
Structure kératine
Hélice alpha de pas à droite
Par quoi sont stabilisées les hélices alpha?
Liens hydrogène
Vrai ou faux : une fibre de kératine est extensible
Vrai
Qui suis-je : la science capillaire tire profit de mes propriétés structurales
Kératine
Qui suis-je : fibres très solides et quasi-inextensibles
Fibroïne de la soie
Qui suis-je : type de protéines beaucoup plus nombreuses que les protéines fibreuses et membranaires
Protéines globulaires
Vrai ou faux : les protéines globulaires sont solubles dans l’eau
Vrai
Rôles protéines globulaires
- Enzymes
- Hormones
- Anticorps
- Protéines de transport
Qu’est-ce qui arrive aux protéines globulaires de plus de 250 résidus?
Deux domaines ou plus donc protéines multifonctionnelles
Par quoi se distingue les protéines membranaires des protéines globulaires et fibreuses?
Par leur forte teneur en résidu hydrophobes
Deux catégories de protéines lorsqu’elles sont séparées selon leur composition
- Simple
- Conjuguée
Définir protéine simple
Protéine donc la forme active ne contient que des résidus d’acides aminés
Définir protéine conjuguée
Protéine donc la forme active contient un groupement non protéique
Deux types de protéines conjuguées
- Apoprotéine
- Holoprotéine
Définir apoprotéine
Forme inactive de la protéine dont la protéine conjuguée n’est pas liée à son groupement non protéique
Définir holoprotéine
Forme active de la protéine conjuguée liée à son groupement protéique
Qui suis-je : protéine jouant un rôle structural en conférant ces tissus une grande résistance
Collagène
Comment expliquer la résistance du collagène?
C’est une protéine fibreuse formée de faisceaux d’hélices hiérarchisés
La taille et la forme des fibres de collagène varie selon quoi?
Varient en fonction du tissu
À quel autre groupe non protéique peut se lier le collagène?
Glucides
Combien de résidus compte environ une chaine de collagène?
1000 résidus
Structure primaire d’une chaine de collagène
Trois résidus : -Gly-X-Y-
Dans -Gly-X-Y-, que représente X et Y?
X = souvent une proline Y = Dérivé hydroxylé d'une proline ou d'une lysine
Quel type d’hélice forme le collagène?
Hélice gauche (pas une hélice alpha)
Définir tropocollagène
Lorsque trois hélices de pas à gauche s’enroulent les unes autour des autres (triple hélice droite)
Qui suis-je : Acide aminé essentiel au collagène, car c’est le seul ayant une chaine latérale assez petite pour pouvoir tenir à l’intérieur de la triple hélice
Glycine
Par quoi est stabilisée la tropocollagène?
La formation de liens hydrogène intercaténaires
Qui suis-je : Association de triples hélices de collagène
Microfibrilles
Définir bases de Schiff
Liens covalents liant les molécules de tropocollagène
Maladie associée au collagène
Scorbut
Deux protéines ayant pour fonction de transporter de l’oxygène
- Myoglobine
- Hémoglobine
Différences structurales entre hémoglobine et myoglobine
Hémoglobine = monomère Myoglobine = hétérotétramère
Pour les myoglobines et les hémoglobines, qu’est-ce qui sert de site de fixation de l’oxygène?
Atome de fer
Comment s’appelle la myoglobine portant une molécule d’oxygène?
Oxymyoglobine
Comment s’appelle la myoglobine ne portant pas d’oxygène?
Déoxymyoglobine
Où est-ce que l’hémoglobine transporte l’oxygène?
Dans le sang à partir des poumons
Où est-ce que la myoglobine transporte l’oxygène?
Dans les muscles et les tissus
Vrai ou faux : Dans les tissus, la myoglobine libère l’oxygène qui est alors récupéré par l’hémoglobine
Faux, libéré par hémoglobine et récupéré par myoglobine
De quelle modification post-traductionnelle dépend la structure du collagène?
Hydroxylation de la proline et la lysine
Nom des doubles liaisons covalentes impliquées dans le maintien de la structure du collagène?
Base de schiff
Pourquoi systèmes vivants utilisent les enzymes?
Pour accélérer et contrôler les réactions chimiques
Vrai ou faux : presque toutes les enzymes sont des protéines
Vrai
Portion non protéique d’une enzyme
Cofacteur
Forme inactive d’une enzyme (portion protéique absente)
Apoenzyme
Forme active d’une enzyme (portion protéique présente)
Holoenzyme
Nom lorsque le cofacteur est une molécule inorganique
ions essentiels
Nom lorsque le cofacteur est une molécule organique
Coenzyme
Qui suis-je : coenzymes faiblement fixées à l’apoenzyme par des liaisons non covalentes
Cosubstrat
Deux types de cofacteurs
- Ions essentiels
- Coenzymes
Qui suis-je : coenzymes pour animaux
Vitamines
Vrai ou faux : L’équilibre d’une réaction est altéré par la présence d’une enzyme la catalysant
Faux : équilibre pas altéré
Vrai ou faux : une enzyme peut rendre une réaction non spontannée spontannée
Faux
Trois propriétés distinguant les enzymes des catalyseurs synthétiques
- Enzymes accèlerent/ rendent plus efficaces des réactions
- Enzymes sont hautement spécifiques
- Enzymes sont régulées
Qui suis-je : Quantité minimale d’énergie libre requise pour que 2 molécules de réactif (ou substrat) entrent en collision
Énergie libre d’activation
Vrai ou faux : toutes les collision produisent une réaction chimique
Faux ; une fraction des molécules de substrat dispose de l’énergie nécessaire pour atteindre l’état de réactivité
Qui suis-je : État extrêmement instable ayant pour synonyme état de réactivité
État de transition
Vrai ou faux : la vitesse d’une réaction chimique non catalysée est inversement proportionnelle à l’énergie libre d’activation
Vrai
De quoi dépend la vitesse d’une réaction chimique?
- Énergie libre des molécules libres impliquées
- Orientation de ces mêmes molécules
- Nombre de collision entre ces molécules
Comment une enzyme augmente la vitesse d’une réaction?
En diminuant la barrière d’activation
De quelle façon un enzyme parvient-elle à augmenter la vitesse d’une réaction?
- Augmentation locale de la concentration des réactifs
- En positionnant, les substrats de manière favorable
Expliquer comment une enzyme augmenter la rapidité d’une réaction
Enzyme baisse la barrière d’activation–> enzyme se combine avec un substrat—>état de transition–>substrat devient produit—>produits libérés
Différentes classes d’enzymes
- Oxydoréductase
- Transférase
- Hydrolase
- Lyase
- Isomérase
- Ligase
Définir oxydoréductases
Des enzymes catalysant les réactions d’oxydoréduction. Souvent perte ou gain d’un atome d’hydrogène ou d’oxygène
Définir transférases
Des enzymes catalysant les réactions de transfert d’un atome ou d’un groupe d’atomes. La présence d’une coenzyme est souvent nécessaire
Quelle classe d’enzyme nécessite souvent la présence d’une coenzyme?
Transférases
Définir hydrolases
Des enzymes catalysant les réactions d’hydrolyse donc le bris d’un lien covalent par l’addition d’une molécule d’eau
Définir lyases
Enzymes catalysant la formation d’une double liaison associée à l’élimination d’un atome ou le bris d’une double liaison par l’addition d’un atome
Définir isomérases
Enzymes catalysant les réarrangements moléculaires
Définir ligases
Enzymes catalysant la formation de liens covalents entre 2 molécules en utilisant l’énergie produite par l’hydrolyse de l’ATP
Rôles site actif
- Fixation du substrat
- Catalyse de la réaction
De quoi dépend la spécificité d’une enzyme?
- Reconnaissance moléculaire entre site actif et substrat
- Caractère électronique
Vrai ou faux : toutes les enzymes ont le même degré de spécificité
Faux
Expliquer le modèle de l’ajustement induit
L’enzyme et le substrat adaptent mutuellement leurs formes respectives pour mieux s’ajuster l’un à l’autre
Est-ce que le modèle clé/serrure demande un changement de forme de la part de l’enzyme et du substrat?
Non
Qu’est-ce qui détermine le type de réaction qui est catalysée?
La nature des résidus présents à l’intérieur du site actif
Pourquoi est-ce qu’il n’y a pas de sous-produit résultant d’une réaction secondaire?
Parce que la réaction enzymatique est spécifique
Pourquoi est-ce que la perte de complémentarité résultant de la formation du produit entraine la dissociation du complexe enzyme-produit?
Parce que les interactions enzyme-produit sont non covalentes
Définir inhibiteur
Molécules ayant la capacité de diminuer l’activité catalytique d’une enzyme en empêchant la formation du complexe enzyme-substrat ou en bloquant la réaction chimique
Type de liaison entre un inhibiteur et une enzyme
Interactions non covalente
3 principaux types d’inhibition réversible
- Compétitif
- Non compétitif
- Incompétitif ou anticompétitif
Qui suis-je : analogue structural du substart
Inhibiteur compétitif
Qui suis-je : Je peux me lier qu’au complexe ES
Inhibiteur incompétitif
Qui suis-je : je peux me lier à la fois à l’enzyme seule ou au complexe ES et ma présence diminue la concentration d’enzyme active
Inhibiteur non compétitif
De quoi dépend la vitesse d’une réaction enzymatique?
- Concentration du substrat et s’il y a lieu, du cofacteur ou de la coenzyme
- Concentration de l’enzyme
- L’activité catalytique de l’enzyme
De quoi dépend la concentration d’une enzyme?
Dépend des vitesses à laquelle elle est synthétisée et dégradée
Par quoi est modulée l’activité des enzymes dans un organisme?
- Allostérie
- Modifications covalentes
Qu’est-ce que permet la régulation allostérique?
Permet l’adaptation la plus rapide aux conditions locales
Par quoi est modifiée la structure 3D d’une protéine allostérique?
Par la présence de molécules appelées effecteurs allostériques ou modulateurs allostériques
Effecteurs qui augmentent l’activité de l’enzyme
Activateurs
Effecteurs qui diminuent l’activité de l’enzyme
inhibiteurs
Régulation permettant l’adaptation la plus rapide
Régulation allostérique
Ordre des formes de régulation ( de la plus vite à la moins vite)
Régulation allostérique–>modifications covalentes—>contrôle synthèse/dégradation
Modification covalente réversible la plus fréquente
Phosphorylation/déphosphorylation
Définir proenzyme/zymogène
Enzymes conservées sous forme inactive et permettant des modifications covalentes irréversibles
Comment sont activés les zymogènes?
Par la coupure d’un de leurs liens covalents
Définir régulation allostérique
Régulation de l’activité d’une protéine par la modification de sa structure 3D
Qui suis-je : Je suis une phénomène homotrope, c’est-à-dire, que la liaison d’un substrat a un effet sur la liaison d’une molécule du même substrat, mais sur une sous-unité adjacente
L’effet coopératif
Si l’affinité augmente, on parle alors de…
Effet coopératif positif
Si l’affinité diminue, on parle alors de…
Effet coopératif négatif
Vrai ou faux : le substrat a un effet sur sa propre fixation à l’enzyme
Vrai
Qui suis-je : phénomène hétérotrope dont la liaison de l’effecteur allostérique a un effet sur la fixation du substrat
Effet allostérique
Qui suis-je : changement d’une conformation à l’autre d’une enzyme allostérique
Transition allostérique
2 conformations possibles pour une enzyme allostérique
Conformation T = état inactif à faible affinité pour le substart
Conformation R = état actif à forte affinité pour le substrat
2 modèles proposés pour expliquer la transition entre les conformations T et R
- Modèle concerté
- Modèle séquentiel
Qui suis-je : dans mon modèle, toutes les sous-unités d’une enzyme allostérique doivent avoir la même conformation
Modèle concerté
Qui suis-je : les sous-unités de la protéine n’ont pas nécessairement la même conformation
Modèle séquentiel
Vrai ou faux : les protéines multifonctionnelles possèdent généralement plus d’un domaine
Vrai
Qu’est-ce qui limite la limite maximale d’une enzyme?
La concentration de l’enzyme
Constante de Michaelis
Km
À forte concentration de substrat, comment réagit la vitesse initiale par rapport à la concentration de substrat?
Vitesse initiale indépendant de la concentration de substrat
À faible concentration de substrat, comment réagit la vitesse initiale par rapport à la concentration de substrat?
Vitesse initiale proportionnelle à la concentration de substart
Définir Km
Correspond à la concentration de substrat lorsque la vitesse initiale est la moitié de la vitesse maximale
Vrai ou faux : La Km est inversement proportionnelle à l’affinité de l’enzyme pour le substrat
Vrai
Lorsque Km est faible, comment est l’affinité
Affinité forte
Lorsque Km est élevée, comment est l’affinité
Affinité faible
Vrai ou faux : Km est unique pour chaque paire d’enzyme substrat
Vrai
Vrai ou faux : Km demeure constante même si la concentration d’enzyme varie
Vrai
Définir Kcat
Nombre de moles de substrat transformées par unité de temps par 1 mole d’enzyme
On utilise quoi pour évaluer l’efficacité catalytique
Ratio Kcat/Km
Perfection catalytique (vitesse de diffusion du substrat dans le site actif est maximale)
LOrsque ration Kcat/Km entre 10exp8 et 10exp9
Vrai ou faux : Km et Vmax sont déterminés en fonction de la concentration de S et ce pour une concentration d’enzyme fixe
Vrai
À quoi correspond Vmax?
Correspond à la vitesse initiale lorsque l’enzyme est saturée de substrat
Vrai ou faux : À Vmax, si on augmente davantage la concentration de substrat, la réaction pourra aller plus vite
Faux, car l’enzyme est saturée
Qu’est-ce qui limite la vitesse maximale d’une réaction?
La concentration de l’enzyme
Qu’adviendra-t-il de l’affinité d’une enzyme pour son substrat en présence d’un inhibiteur compétitif?
Devient moindre
Pourquoi est-ce que la présence d’un inhibiteur non compétitif n’affecte pas la fixation du substrat sur l’enzyme?
Puisque le site de liaison d’un inhibiteur non compétitif est différent du site actif et qu’il ne déforme pas le site actif
Quelle situation décrit l’inhibition incompétitve ou anticompétitive?
Une situation où l’inhibiteur ne se lie qu’au complexe enzyme-substrat
Effets inhibiteur incompétitif
Diminution Vmax et Km
