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Biochimie structurale > Module 4 - La structure primaire des protéines > Flashcards

Module 4 - La structure primaire des protéines Flashcards

1
Q

Vrai ou Faux : Les peptides et les protéines sont les produits de l’expression de l’information génétique.

A

Vrai.

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Q

Combien de résidus d’acides aminés contiennent les peptides? les protéines?

A

Peptides : entre 2 et 50 résidus

Protéines : biomolécules constituées de longues chaines de plus de 50 résidus

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3
Q

Comment appelle-t-on un polymère d’acides aminés de plus de 20 résidus?

A

Polypeptide

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4
Q

Combien y a-t-il de possibilité de séquence de résidus possible pour un peptide de 3 résidus?

A

8000 possibilités!

20^n peptides possibles de n résidus.

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5
Q

Combien faut-il, au minimum, pour obtenir une structure tridimensionnelle stable et qui permet une fonction pertinente?

A

Au moins 40 résidus.

La vaste majorité des protéines ont entre 100 et 1000 résidus.

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6
Q

Qu’est-ce qu’une protéine monomérique?

A

Protéine constituée d’une seule chaine polypeptidique

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7
Q

Qu’est-ce qu’une protéine multimérique ou oligomérique?

A

Protéine constituée de plusieurs chaines polypeptidiques associées les unes avec les autres : sous-unités.

Homomultimère : même sous-unité
Exemple : Glutamine synthétase (12 unités alpha : 𝛼12)

Hétéromultimère : au moins deux sous-unités différentes
Exemple : Hémoglobine (2 unités alpha et 2 unités bêta : 𝛼2β2)

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8
Q

Qu’est-ce que la structure primaire d’une protéine?

A

Séquence linéaire d’acides aminés d’une chaine peptidique.

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9
Q

Comment sont synthétisés les polypeptides?

A

Synthétisés par polymérisation séquentielle d’acides aminés dans l’ordre spécifié par les gènes.

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10
Q

Comment peut-on également appelé un lien peptidique?

A

Lien amide : se forme entre le groupement 𝛼-carboxyle d’un acide aminé et le groupement 𝛼-amine d’un second acide aminé.

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11
Q

À quelle extrémité de la chaine est ajouté le prochain acide aminé lors de la synthèse d’une chaine?

A

À l’extrémité C-terminale (polymérisation se fait toujours de l’extrémité N-terminale vers C-terminale)

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12
Q

Vrai ou Faux : Les pKa des acides aminés ont la même valeur lorsqu’il se trouve dans un peptide.

A

Faux. Varie légèrement.

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13
Q

Y a-t-il une ionisation des peptides et des protéines?

A

Oui. Ionisation des groupements 𝛼-COOH et 𝛼-NH2 libres aux extrémités C-terminale et N-terminale ionisables + chaines latérales des résidus.

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14
Q

Quelles est la masse approximative d’un acide aminé?

A

110 Dalton

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15
Q

Quelle est la différence entre les termes composition et séquence?

A

Composition : LA NATURE des acides aminés composant la protéine.
Séquence : L’ORDRE dans lequel les résidus sont attachés les uns aux autres en commençant par l’extrémité N-terminale.

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16
Q

Quelles sont les 8 étapes de séquençage des protéines?

A
  1. Bris des ponts disulfure
  2. Bris des interactions non covalentes
  3. Composition en acides aminés
  4. Caractérisation des extrémités C-terminale et N-terminale
  5. Fragmentation des chaines polypeptidiques
  6. Séquençage des fragment
    * Répétez les étapes 5-6 avec une seconde méthode de fragmentation
  7. Reconstruction de la séquence
  8. Localisation des ponts disulfure (optionnelle)
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17
Q

Pourquoi est-il possible de purifier l’ADN pour séquencer les protéines?

A

Plus facile et rapide d’extraire et de purifier l’ADN, qui contient toutes les informations nécessaire à la synthèse des protéines : on peut déduire la séquence des acides aminés d’une protéine à partir de la séquence d’ADN correspondante.

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18
Q

Sans jamais purifier et manipuler la protéine, on peut obtenir…

A
  • sa structure primaire
  • sa masse moléculaire
  • son point isoélectrique
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19
Q

Que ne peut-on pas savoir lorsque les analyses in silico des séquences protéiques sont obtenues à partir de l’analyse de l’ADN?

A
  • ne peut pas prédire les modifications post-traductionnelles (présence acides aminés modifiés ou ponts disulfure)
  • déterminer si la protéine est composée d’un ou plusieurs sous-unités
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20
Q

Vrai ou Faux : Même provenant d’organismes différents, les protéines ayant la même fonction ont des séquences similaires.

A

Vrai.

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21
Q

Qu’est-ce que des protéines homologues?

A

Deux protéines qui possèdent un degré significatif de similarité de séquence.

Dérivées d’un ancêtre commun :

  • Orthologues : même fonction mais proviennent d’organismes différents
  • Paralogues : rôle différent mais retrouvées dans le même organisme
22
Q

D’où proviennent les protéines paralogues?

A

De la duplication d’un gène et de sa spécialisation subséquente.

23
Q

Qu’est-ce que la substitution conservative?

A

Un résidu est remplacé par un autre ayant des caractéristiques semblables.

24
Q

Qu’est-ce qu’un arbre phylogénétique et à quoi sert-il?

A

Représentation schématique montrant les relations de parenté entre des entités ayant un ancêtre commun.

25
Q

Quelle est la première étape pour purifier une protéine?

A

On doit préparer un extrait cellulaire :

  • libération du contenu cellulaire (briser les membranes)
  • centrifugation différentielle (différentes vitesse et temps de centrifugation pour faire une séparation des différentes particules).

On obtient un mélange de protéines solubles.

26
Q

On met à profit les propriétés physico-chimiques différentes des protéines pour permettre leur purification. Quelles sont les principales caractéristiques utilisées pour la purification des protéines?

A

Purification selon :

  • la solubilité
  • la taille
  • la charge
  • l’affinité
27
Q

De quoi dépend la solubilité des acides aminés, des peptide et des protéines?

A

Varie selon leur charge et leur polarité.

Ces deux facteurs sont influencés par le pH et la force ionique de la solution.

28
Q

La solubilité d’un acide aminé est minimale lorsque ….

A

… le pH de la solution est égal à son point isoélectrique.

Quand pH = pI : forme zwitterion, charge nette nulle : minimise les interactions possibles entre la molécule et les molécules d’eau.

29
Q

Quels sont les types d’analyse des protéines?

A
  • Détection et dosage
  • Vérification de la pureté
  • Détermination de la masse moléculaire
  • Détermination du pI
30
Q

Quelle est la propriété souvent utilisée en biochimie pour détecter et quantifier plusieurs types de molécules?

A

L’absorption de la lumière (spectrophotométrie) : les acides aminés contenant un cycle aromatique absorbent les rayons UV.
Maximum absorption :
Tyrosine/tryptophane : 280 nm
Phénylalanine : 260 nm

31
Q

Selon la loi de Beer Lambert, l’absorbance (densité optique) est égale à …

A

A = ε.c.l
ε = coefficient d’extinction molaire (propre à chaque composé, varie selon la longueur d’onde utilisée, la température, et le solvant)
c : concentration de la solution
l : largeur de la cuvette

32
Q

Vrai ou Faux : L’absorbance d’un soluté X est inversement proportionnelle à sa concentration.

A

Faux : l’absorbance d’un soluté X est directement proportionnelle à sa concentration.

33
Q

Quand est-ce que la spectrophotométrie UV est utilisée pour la détection et le dosage des protéines et à quel moment utilise-t-on la spectrophotocolorimétrie à la place?

A 
Spectrophotométrie UV 
- détection
- dosage : solution pure, ε connu
Spectrophotocolorimétrie
- dosage : mélange de protéines, ε inconnu (doit faire une courbe standard pour déterminer la concentration des échantillons cibles)
34
Q

Quelles sont les variables utilisées pour établir une courbe standard ou courbe étalon en spectrocolorimétrie?

A

X : concentration en protéines

Y : densité optique

35
Q

Qu’est-ce que l’électrophorèse?

A

Séparation des composantes d’un mélange selon leur vitesse de migration dans un champ électrique.

36
Q

Quels sont les trois facteurs qui influencent la migration d’une molécule dans un gel?

A
  • la charge électrique
  • la forme
  • la masse moléculaire
37
Q

Quelles sont les techniques pour vérifier la pureté d’une solution protéique?

A

PAGE : Électrophorèse sur gel d’acrylamide en conditions natives

SDS-PAGE : Électrophorèse sur gel d’acrylamide en conditions dénaturantes.

38
Q

Que change l’ajout de SDS dans une électrophorèse sur gel d’acrylamide?

A

PAGE (sans SDS) : ne permet pas de déterminer la masse moléculaire ou le pI d’une protéine.

39
Q

Quelles techniques sont utilisées pour déterminer la masse moléculaire ou le point isoélectrique d’une protéine?

A

SDS-PAGE ou focalisation isoélectrique (IEF)

40
Q

À quoi peut servir l’électrophorèse?

A

Fonction principalement analytique :

  • analyser la pureté d’un échantillon
  • déterminer la masse moléculaire et/ou le pI de la protéine

Peut AUSSI être utilisé pour la purification (prélèvement de la portion du gel contenant la protéine d’intérêt)

41
Q

Quelles sont les deux fonctions du SDS dans l’électrophorèse SDS-PAGE?

A
  • Dénaturation des protéines (destruction de la structure 3D) : SDS brise les interactions non covalentes
    → NE SÉPARE PLUS SELON LA FORME
  • Uniformisation de la densité de charge : SDS chargé - (nombre de molécules de SDS qui se lient à une protéine est proportionnel à la taille de la protéine : ratio charge/masse constant)
    → NE SÉPARE PLUS SELON LA CHARGE

DONC → SÉPARATION SELON LA MASSE MOÉCULAIRE UNIQUEMENT EN CONDITIONS DÉNATURANTES

42
Q

Comment les protéines sont dénaturées dans une électrophorèse en conditions dénaturantes (SDS-PAGE)?

A
  • SDS : bris des interactions non covalentes

- agent réducteur (β-mercaptoéthanol) : bris des ponts disulfure

43
Q

Qu’est-ce qu’un marqueur et quel est son rôle?

A

Marqueur : mélange de protéines de masses moléculaires connues

On peut estimer la masse moléculaire d’une protéine en comparant sa distance de migration à celle des protéines du marqueur.

44
Q

Quelles sont les variables d’une courbe standard suite à une électrophorèse SDS-PAGE?

A

X : distance relative parcourue

Y : log Masse moléculaire

45
Q

L’électrophorèse SDS-PAGE donne également des indices sur la structure 3D de la protéine. Qu’est-ce que nous apprend SDS-PAGE?

A
  • Identification des ponts disulfure : comparaison avant/après traitement avec l’agent réducteur
  • Nombre de chaines polypeptidiques : comparaison des masses moléculaires estimées par chromatographie d’exclusion avant/après traitement avec l’agent réducteur
46
Q

Quelle technique d’analyse permet de déterminer le point isoélectrique d’une protéine?

A

La focalisation isoélectrique (IEF) : électrophorèse qui contient un gradient de pH (basique → acide).

À pH très basique, toutes les protéines portent une charge négative nette - : migre vers l’électrode positive. Plus elle migre dans le gel, plus le pH devient acide : modification de la charge nette selon les pKa. Quand la protéine atteint la zone du gel correspondant à son pI : elle porte une charge nette nulle : n’est plus entrainée par le champ électrique : arrêt de la migration.

47
Q

Que permet de déterminer l’électrophorèse 2D?

A

Détermination du pI ET de la masse moléculaire.

  1. Migration sur gel à gradient de pH (détemination du pI)
  2. Seconde migration sur gel SDS-PAGE (détermination de la masse moléculaire)
48
Q

Qu’est-ce que le protéome?

A

Ensemble des protéines d’un organisme.

49
Q

Qu’est-ce que la spectrométrie de masse (MS)?

A

Mesure le temps que prend une molécule chargée en phase gazeuse pour voyager dans un tube (détermination de la masse moléculaire).

50
Q

Quelles sont les méthodes utilisées pour vaporisée les peptides sans utiliser de la chaleur (cela les détruit)?

A
  • Ionisation par électrodispersion (ESI) : utilisation d’un voltage élevé qui provoque la vaporisation des peptides
  • Désorption au laser favorisée par la matrice (MALDI) : peptides associés à une matrice qui est excitée au laser, l’excitation de la matrice provoque la vaporisation des peptides
51
Q

Comment la spectrométrie de masse permet la détermination de la masse moléculaire des peptides?

A

Les peptides vaporisés (par ESI ou MALDI) passe dans un tube ou on mesure le temps que prend un peptide pour traverser le tube (temps de vol : rapport de la masse sur la charge m/z).

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