Module 5: Structure 3D, repliement et classification des protéines Flashcards
Nommer les 4 niveaux de structure d’une protéine
- Structure primaire
- Structure secondaire
- Structure tertiaire
- Structure quaternaire
Nommer les 2 techniques utilisées pour déterminer la structure 3D des protéines.
- La cristallographie à rayons X
- La spectroscopie par RMN
Vrai ou faux?
On peut définir un motif comme l’arrangement particulier de structures secondaires et un synonyme serait la structure supersecondaire
VRAI
Définissez ce qu’est un domaine.
Région d’une chaîne polypeptidique dont le repliement est distinct du reste de la chaîne. Parfois, un domaine est associé à une fonction spécifique.
Vrai ou faux?
Une protéine constituée de plusieurs domaines ne peut pas avoir plusieurs fonctions distinctes.
FAUX
Nommer les 3 types de classification fréquemment utilisés pour les protéines.
On peut classer une protéine:
- Selon la fonction
- Selon la forme et la solubilité
- Selon la composition
Décrivez ce qu’est la structure primaire. Ce niveau de structure fait intervenir quelles types de liens?
Correspond à la séquence linéaire des résidus d’acides aminés présents dans la chaîne polypeptidique. Liaisons covalentes de type liens peptidiques.
Décrivez ce qu’est la structure secondaire.
Arrangement spatial (3D) des acides aminés adjacents dans une région donnée de la chaîne polypeptidique.
Quelles sont les éléments des structures secondaires? (4)
- Les hélices a (alpha)
- Les feuillets β (bêta)
- Les boucles
- Les coudes
Les structures secondaires sont stabilisées par quelles liens?
Liaisons hydrogène entre les atomes du squelette peptidique (entre les groupements a-carbonyle et a-amine de résidus adjacents)
Décrivez ce qu’est une structure tertiaire
Décrit l’arrangement 3D de tous les atomes formant une chaîne polypeptidique entière.
Comment est stabilisé une structure tertiaire?
Par des interactions non covalentes et des ponts disulfures entre les chaînes latérales de résidus éloignés dans la structure primaire (entre 2 résidus de la même chaîne polypeptidique).
Décrivez ce qu’est une structure quaternaire.
Les protéines constituées d’au moins 2 chaînes polypeptidique (protéine multimérique) possèdent cette structure. Ce niveau de structure décrit l’association et l’arrangement spatial des sous-unités dans l’espace.
Qu’est ce qui stabilise la structure quaternaire?
Les interactions non covalentes et les ponts disulfures entre les chaînes latérales qui stabilisent la structure quaternaire (entre 2 chaînes distinctes)
Quelle est l’avantage de la RMN par rapport à la cristallographie?
La spectrométrie par RMN permet d’obtenir la structure de protéines dont la cristallisation n’est pas possible ou difficile. Elle permet également d’étudier les changements de conformations (dynamique) d’une protéine
Qu’est ce qu’une hélice a (alpha)?
Est la structure secondaire la plus connue et la plus abondante dans les protéines, dans laquelle l’oxygène carbonyle de chaque résidu d’acide aminé (résidu n) forme une liaison hydrogène avec l’hydrogène amide du quatrième résidu plus loin vers l’extrémité C-terminale de la chaîne polypeptidique (résidu n+4)
Vrai ou faux?
Les hélices alpha dans les protéines sont presque toujours des hélices droites.
VRAI
Quelles acides aminés (2) sont fréquents dans les hélices alpha?
L’alanine et la glycine
Quelle résidu est le moins commun dans les hélices ? Pourquoi ?
La proline, car son groupement alpha-Amine (Amine secondaire) n’a pas de N-H disponible pour les liaisons hydrogènes. La présence d’une proline entraîne souvent l’interruption de la structure en hélice alpha.
Vrai ou faux
Les hélices sont souvent amphipatiques, c’est à dire qu’on retrouve les résidus hydrophobes d’un côté de l’hélice et les résidus hydrophiles de l’autre côté.
VRAI
Qu’est ce qu’un feuillet B (bêta) ?
Structure secondaire rencontrée fréquemment dans les protéines. L’association de brin B (bêta) pour former des liens H entre les groupements a-carbonyle d’un brin et les groupements a-amine d’un autre augmente leurs stabilité et forme un feuillet B (bêta)
Quelles sont les 2 principaux types de feuillets B (bêta) ?
Les feuillets B parallèles : où les brins sont orientés dans le même sens
Les feuillets B antiparallèle : où les brins sont orientés en sens inverse l’un de l’autre.
Vrai ou faux ?
Contrairement à l’hélice a (alpha), les liens H d’un feuillet bêta se forment entre des résidus voisins et non entre entre des brins voisins
FAUX (c’est l’inverse)
Vrai ou faux ?
Les feuillets parallèles sont plus stable que les feuillets antiparallèles parce que les liens H sont plus linéaires, donc plus forts.
FAUX
C’est l’inverse
Dans les protéines globulaires, environ 50% des résidus d’acides aminés sont organisés sous forme d’hélices alpha ou de feuillets bêta réunis entre eux par des segments irréguliers qui changent brusquement de direction. Ces changements de directions sont rendu possibles grâce a qu’elle structure?
Les boucles (coudes ou tours)
Qu’elle type de coude est le plus courant?
Le coude β (ou tour β)
Quels sont les 2 acides aminés les plus fréquemment rencontrés dans un coude β et pourquoi?
La proline et la glycine. Leurs structures particulières (la très petite chaîne latérale de la glycine et l’anneau pyrrolidine de la proline) provoquent plus facilement des changements de direction du squelette peptidique.
En absence de proline, plus de 99,9% des liens peptidiques sont dans une configuration ______
trans
6% des liens peptidiques impliquant le groupement imino de la proline sont dans une configuration ___
cis
Dans le cas d’une protéine monomérique, la structure quaternaire correspond à quelle structure ?
À la structure tertiaire, puisque la protéine n’est constituée que d’une seule chaîne.
Qu’est ce que la dénaturation d’une protéine ?
La dénaturation d’une protéine réfère à la perte de la conformation native suite aux bris des interactions non covalentes.
Vrai ou Faux ?
L’activité biologique d’une protéine n’est pas affectée par une dénaturation
FAUX
Nommer quelques exemples (4) d’agents dénaturants.
- La chaleur
- Un changement de pH
- Les agents chaotropiques (comme l’urée et les sels de guanidine).
- Les détergents
Quelles est le mode d’action de cette agent dénaturant : la chaleur ?
Provoque le bris des interactions faibles (toutes les interactions non covalentes) qui maintiennent la conformation native de la protéine. La vibration des molécules augmente à cause que la chaleur augmente l’énergie du milieu.
Le mode d’action de cet agent dénaturant est d’entraîner un changement de la charge des chaînes latérales et ainsi briser des interactions essentielles au maintien de la structure 3D. Qu’elle est cet agent dénaturant ?
A) Les détergents
B) Les agents chaotropiques
C) Un changement de pH
D) La chaleur
C) Un changement de pH
Qu’elle est le mode d’action de ces agents dénaturants: les agents chaotropiques ?
Les agents chaotropiques perturbent les liaisons faibles en augmentant la solubilité des groupements non polaires. (Exemples: l’urée et les sels de guanidine)
Cet agent dénaturant peut servir à dénaturer les protéines en altèrent des interactions hydrophobes en formant des micelles qui augmentent la solubilité des résidus hydrophobes. Qu’elle est cet agent dénaturant ?
A) La chaleur
B) Les détergents
C) Un changement de pH
D) Les agents chaotropiques
B) Les détergents
La présence de ______________ rend les protéines moins susceptibles à la dénaturations.
Compléter la phrase.
Ponts disulfures.
Vrai ou Faux ?
Puisque la dénaturation ne touche pas aux liens covalentes, la structure primaire n’est pas affectée.
VRAI
Vrai ou Faux ?
La dénaturation d’une protéine est irréversible. Expliquez
FAUX
Elle peut être irréversible OU réversible! On parle alors de renaturation. Ce phénomène démontre que toute l’info nécessaire au repliement correct de la protéine est inscrite dans sa séquence (ou structure primaire)
Toute l’information nécessaire au repliement est contenue dans :
A) la structure primaire
B) la structure secondaire
C) La structure tertiaire
D) La structure quaternaire
A) 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 minimum d’énergie libre.
VRAI
Vrai ou Faux?
Le repliement est un processus thermodynamiquement défavorable, car il y a une augmentation de l’énergie libre. Expliquez
FAUX
Le repliement est un processus thermodynamiquement favorable, car il y a une diminution de l’énergie libre.
Quelle est le facteur le plus important pour le repliement des protéines?
Les interactions hydrophobes et les liens H
Nommer les forces (3) qui stabilisent la protéine
- Les liens H
- Les liaisons ioniques (ponts salins)
- Les forces de Van der Waals
Expliquer comment les protéines se replient.
1) Au cours de la synthèse et avant même la fin de la polymérisation de la chaîne : formation des structures secondaires partout ou c’est possible ——> formation d’un grand nombre de liaison H.
En même temps, agrégation et coalescence des résidus non polaires, ce qui provoque l’effondrement hydrophobe permettant la formation des poches hydrophobes ——> Assure le rapprochement des résidus éloignés dans la structure primaire, ce qui entraîne formation d’interactions entre différentes structures secondaires ——> Molécule protéique sous forme de GLOBULE FONDU (surtout observé pour les protéines de plus de 100 résidus)
Repliement d’une protéine = phénomène de coopérativité
Comment apelle-t-on la classe de protéines qui joue un rôle important dans le repliement des protéines ?
Les chaperonnes
Quelles sont les rôles des chaperonnes ? (3)
1) Faciliter le repliement de grosses protéines en empêchant la formation d’intermédiaires incorrectement repliés.
2) Aider les protéines dénaturées à se renaturer.
3) Entraîner la dégradation de la chaîne polypeptidique si elle ne peut se replier correctement
La classification selon la fonction de la protéine est intéressante, car elle nous donne directement le rôle de la protéine dans la cellule. Cependant, elles possèdent certaines failles ! Quelles sont ces failles ?
1) On ne connaît pas toujours exactement la fonction d’une protéine, ce qui la rend inclassable.
2) De nombreuses protéines remplissent de plusieurs fonctions, il est alors difficile de classer ces protéines multifonctionelles
Lorsque les protéines sont classées selon leur forme et leur solubilité, on distingue 3 groupes. Nommer ces groupes.
1) Les protéines fibreuse
2) Les protéines globulaire
3) Les protéines membranaires
Quelles sont les caractéristiques des protéines fibreuses ? (5)
- Un seul type de structure secondaire
- Forme allongée
- Insolubles dans l’eau
- Ont une grande résistance mécanique (rôle structural)
- Solidarisées par un degré de pontage élevé.
Laquelle de ces protéines fibreuses est quasi-inextensible?
A) Collagène
B) alpha-kératine
C) Fibroïne de la soie
C) Fibroïne de la soie
En plus des liens H, quel type de lien stabilise les niveaux supérieurs d’organisation de l’alpha-kératine en superhélice gauche, protofibrilles et microfibrilles ?
Des ponts disulfures
Vrai ou Faux ?
Toutes les protéines fibreuses forment des structures filiformes grâce à la présence des grandes hélices entremêlées.
FAUX
Ce ne sont pas toutes les protéines fibreuses qui sont organisées sous forme d’hélice. Par exemple, la fibroïne de la soie est une protéine fibreuse formée par un empilement de feuillets B (bêta).