Module 4 - La structure primaire des protéines Flashcards
Vrai ou Faux : Les peptides et les protéines sont les produits de l’expression de l’information génétique.
Vrai.
Combien de résidus d’acides aminés contiennent les peptides? les protéines?
Peptides : entre 2 et 50 résidus
Protéines : biomolécules constituées de longues chaines de plus de 50 résidus
Comment appelle-t-on un polymère d’acides aminés de plus de 20 résidus?
Polypeptide
Combien y a-t-il de possibilité de séquence de résidus possible pour un peptide de 3 résidus?
8000 possibilités!
20^n peptides possibles de n résidus.
Combien faut-il, au minimum, pour obtenir une structure tridimensionnelle stable et qui permet une fonction pertinente?
Au moins 40 résidus.
La vaste majorité des protéines ont entre 100 et 1000 résidus.
Qu’est-ce qu’une protéine monomérique?
Protéine constituée d’une seule chaine polypeptidique
Qu’est-ce qu’une protéine multimérique ou oligomérique?
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)
Qu’est-ce que la structure primaire d’une protéine?
Séquence linéaire d’acides aminés d’une chaine peptidique.
Comment sont synthétisés les polypeptides?
Synthétisés par polymérisation séquentielle d’acides aminés dans l’ordre spécifié par les gènes.
Comment peut-on également appelé un lien peptidique?
Lien amide : se forme entre le groupement 𝛼-carboxyle d’un acide aminé et le groupement 𝛼-amine d’un second acide aminé.
À quelle extrémité de la chaine est ajouté le prochain acide aminé lors de la synthèse d’une chaine?
À l’extrémité C-terminale (polymérisation se fait toujours de l’extrémité N-terminale vers C-terminale)
Vrai ou Faux : Les pKa des acides aminés ont la même valeur lorsqu’il se trouve dans un peptide.
Faux. Varie légèrement.
Y a-t-il une ionisation des peptides et des protéines?
Oui. Ionisation des groupements 𝛼-COOH et 𝛼-NH2 libres aux extrémités C-terminale et N-terminale ionisables + chaines latérales des résidus.
Quelles est la masse approximative d’un acide aminé?
110 Dalton
Quelle est la différence entre les termes composition et séquence?
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.
Quelles sont les 8 étapes de séquençage des protéines?
- Bris des ponts disulfure
- Bris des interactions non covalentes
- Composition en acides aminés
- Caractérisation des extrémités C-terminale et N-terminale
- Fragmentation des chaines polypeptidiques
- Séquençage des fragment
* Répétez les étapes 5-6 avec une seconde méthode de fragmentation - Reconstruction de la séquence
- Localisation des ponts disulfure (optionnelle)
Pourquoi est-il possible de purifier l’ADN pour séquencer les protéines?
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.
Sans jamais purifier et manipuler la protéine, on peut obtenir…
- sa structure primaire
- sa masse moléculaire
- son point isoélectrique
Que ne peut-on pas savoir lorsque les analyses in silico des séquences protéiques sont obtenues à partir de l’analyse de l’ADN?
- 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
Vrai ou Faux : Même provenant d’organismes différents, les protéines ayant la même fonction ont des séquences similaires.
Vrai.
Qu’est-ce que des protéines homologues?
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
D’où proviennent les protéines paralogues?
De la duplication d’un gène et de sa spécialisation subséquente.
Qu’est-ce que la substitution conservative?
Un résidu est remplacé par un autre ayant des caractéristiques semblables.
Qu’est-ce qu’un arbre phylogénétique et à quoi sert-il?
Représentation schématique montrant les relations de parenté entre des entités ayant un ancêtre commun.
Quelle est la première étape pour purifier une protéine?
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.
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?
Purification selon :
- la solubilité
- la taille
- la charge
- l’affinité
De quoi dépend la solubilité des acides aminés, des peptide et des protéines?
Varie selon leur charge et leur polarité.
Ces deux facteurs sont influencés par le pH et la force ionique de la solution.
La solubilité d’un acide aminé est minimale lorsque ….
… 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.
Quels sont les types d’analyse des protéines?
- Détection et dosage
- Vérification de la pureté
- Détermination de la masse moléculaire
- Détermination du pI
Quelle est la propriété souvent utilisée en biochimie pour détecter et quantifier plusieurs types de molécules?
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
Selon la loi de Beer Lambert, l’absorbance (densité optique) est égale à …
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
Vrai ou Faux : L’absorbance d’un soluté X est inversement proportionnelle à sa concentration.
Faux : l’absorbance d’un soluté X est directement proportionnelle à sa concentration.
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?
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)
Quelles sont les variables utilisées pour établir une courbe standard ou courbe étalon en spectrocolorimétrie?
X : concentration en protéines
Y : densité optique
Qu’est-ce que l’électrophorèse?
Séparation des composantes d’un mélange selon leur vitesse de migration dans un champ électrique.
Quels sont les trois facteurs qui influencent la migration d’une molécule dans un gel?
- la charge électrique
- la forme
- la masse moléculaire
Quelles sont les techniques pour vérifier la pureté d’une solution protéique?
PAGE : Électrophorèse sur gel d’acrylamide en conditions natives
SDS-PAGE : Électrophorèse sur gel d’acrylamide en conditions dénaturantes.
Que change l’ajout de SDS dans une électrophorèse sur gel d’acrylamide?
PAGE (sans SDS) : ne permet pas de déterminer la masse moléculaire ou le pI d’une protéine.
Quelles techniques sont utilisées pour déterminer la masse moléculaire ou le point isoélectrique d’une protéine?
SDS-PAGE ou focalisation isoélectrique (IEF)
À quoi peut servir l’électrophorèse?
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)
Quelles sont les deux fonctions du SDS dans l’électrophorèse SDS-PAGE?
- 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
Comment les protéines sont dénaturées dans une électrophorèse en conditions dénaturantes (SDS-PAGE)?
- SDS : bris des interactions non covalentes
- agent réducteur (β-mercaptoéthanol) : bris des ponts disulfure
Qu’est-ce qu’un marqueur et quel est son rôle?
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.
Quelles sont les variables d’une courbe standard suite à une électrophorèse SDS-PAGE?
X : distance relative parcourue
Y : log Masse moléculaire
L’électrophorèse SDS-PAGE donne également des indices sur la structure 3D de la protéine. Qu’est-ce que nous apprend SDS-PAGE?
- 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
Quelle technique d’analyse permet de déterminer le point isoélectrique d’une protéine?
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.
Que permet de déterminer l’électrophorèse 2D?
Détermination du pI ET de la masse moléculaire.
- Migration sur gel à gradient de pH (détemination du pI)
- Seconde migration sur gel SDS-PAGE (détermination de la masse moléculaire)
Qu’est-ce que le protéome?
Ensemble des protéines d’un organisme.
Qu’est-ce que la spectrométrie de masse (MS)?
Mesure le temps que prend une molécule chargée en phase gazeuse pour voyager dans un tube (détermination de la masse moléculaire).
Quelles sont les méthodes utilisées pour vaporisée les peptides sans utiliser de la chaleur (cela les détruit)?
- 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
Comment la spectrométrie de masse permet la détermination de la masse moléculaire des peptides?
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).
