Module 5 - Structure 3D, repliement et classification des protéines Flashcards
Configuration?
Liaison covalente brisée puis reformée autrement.
Conformation?
Rotation autour d’un lien covalent simple sans bris de liaison covalente.
Conformation native?
Conformation 3D spécifique qu’une protéine adopte au pH physiologique. Forme qui possède une activité biologique.
Structure primaire des protéines?
Séquence d’acides aminés de la chaine polypeptidique dicté par l’information génétique (ADN/gènes). UNIQUEMENT des liens covalents.
Structure secondaire des protéines?
Arrangement spatial des acides aminés adjacents dans une région donnée de la chaine polypeptidique. Stabilisée par des liens H entre les atomes du groupement peptidique.
Structure tertiaire des protéines?
Arrangement 3D de tous les atomes formant une chaine polypeptidique. Stabilisée par des interactions non covalentes et des ponts disulfures entre les chaines latérales de résidus éloignés dans la structure primaire.
Structure quaternaire des protéines?
Seulement les protéines constituées d’au moins 2 chaines polypeptidiques (multinumériques). Association et arrangement spatial des sous-unités dans l’espace. Principalement des interactions covalentes et des ponts disulfures entre les chaines latérales.
Comment déterminer la structure 3D d’une protéine?
Cristallographie à rayons X
- résolution élevée
- doit produire un crystal (difficile pour certaines protéines)
- les rayons X sont diffractés différemment selon la forme de la protéine cristallisée
Spectroscopie par RMN
- étude de la structure de la protéine en solution
- pas besoin de faire un crystal
- étudier les changements de conformation d’une protéine (souplesse structurale importante pour la fonction de la protéine)
- analyse plus facile avec les protéines petites que celles de grandes tailles
L’arrangement spatial des acides aminés adjacents dans une section de la chaine peptidique dépend de ? (structure secondaire)
La géométrie des liens peptidiques et la nature des chaines latérales.
Combien de types de structures secondaires dans les protéines?
4 :
Structures régulières : hélices alpha et feuillets bêta
Structures non répétitives : coudes et boucles
Que comprends le groupement peptidique?
Les deux atomes directement impliqués dans le lien peptidique (carbone du carbonyle et azote de l’amine) et leurs 4 constituants (on ignore les chaines latérales).
Le groupement peptidique est polaire ou non polaire?
Polaire. Le groupement carbonyle peut être accepteur lors de la formation d’un lien H, alors que le groupement amine peut être donneur.
Cette polarité est à la base de la formation des structures secondaires.
Que comprends le squelette peptidique?
Séquence répétée -N-C(alpha)-C(0).
C(0) est le carbone du carbonyle.
- on exclut l’oxygène du carbonyle et l’hydrogène du groupement amine.
Quels sont les 3 liens du squelette peptidique?
- Lien C(alpha)-C(0) : angle de torsion psi
- Lien C(0)-N : lien peptidique, angle de torsion oméga
- Lien N-C(alpha) : angle de torsion phi
Qu’est-ce qu’un hybride de résonnance?
Lorsqu’on est en présence d’une double liaison et d’un groupement portant une charge : on assiste à la délocalisation de la charge. Double liaison partielle symbolisée par des pointillés. Atomes impliqués : O-C-N
Pourquoi on dit que le groupement peptidique est un plan rigide?
La résonnance restreint la rotation autour du lien peptidique et lui confère les caractéristiques partielles des liaisons doubles :
- C-N plus court qu’un lien C-N standard, mais plus long qu’une liaison double
- C=O est plus long qu’une liaison double standard, mais plus court qu’un lien C-O.
Les groupements carbonyle et amine et les deux carbones alpha sont sur le même plan : pas de rotation possible autour de la liaison C(0)-N (lien peptidique).
Quelles sont les deux conformations que peut prends le groupement peptidique lors de la formation du lien peptidique?
Trans : les deux carbones alpha sont aux extrémités opposées du plan. Favorable : moins d’encombrement stérique.
Cis : les deux carbones alpha sont aux angles adjacents du plan (même côté). Moins favorable : les chaines latérales sont rapprochées, plus d’encombrement stérique.
Quelle influence a l’acide aminé proline sur la conformation du groupement peptidique?
En absence de proline, 99,9% des liens peptidiques sont dans une conformation trans (plus favorable).
6% des liens peptidiques impliquant le groupement imino de la proline sont dans la configuration cis.
On ne peut pas changer de conformation une fois le lien peptidique formé. Quel type d’enzyme peut-on utilisé pour le faire?
Isomérase : provoque une destabilisation transitoire de l’hybride de résonnance, ce qui permet la rotation temporaire autour du lien peptidique (aucun lien n’a été brisé pour changer de forme : conformation).
À quoi sert le Diagramme de Ramachandran?
Déterminer les valeurs d’angle (en degrés) où les liens phi et psi respectent les contraintes d’encombrement stérique entre les chaines latérales. Degrés où la rotation est possible autour des liens C(alpha)-C(0) et N-C(alpha).
Zones en bleu : valeurs favorables.
Pourquoi la glycine et la proline sont exclues du diagramme de Ramachandran?
Glycine : taille trop petite, tombent fréquemment en dehors des limites.
Proline : cas particulier, l’anneau pyrrolidine restreint la rotation autour du lien N-C(alpha).
Quel acide aminé confère de la rigidité à une chaine peptidique?
Proline : anneau pyrrolidine restreint la rotation autour du lien N-C(alpha).
Structure secondaire la plus abondante dans les protéines : Hélice alpha.
Le carbonyle (C=O) d'un résidu n forme un lien H avec le N-H d'un résidu n+4. Liens H presque parallèle au grand axe : stabilisent la structure. Les 4 derniers N-H et C=O sont libres : pas de partenaires, ne participent pas à la structure de l'hélice.
Pas de l’hélice (1 tour complet) = 0,54 nm
Distance parcourue par l’hélice à chaque résidus = 0,15 nm
Un tour d’hélice = 3,6 résidus
Chaines latérales perpendiculaires à l’hélice.
Plus souvent des hélices droites dans les protéines.
Contiennent entre 4 et 40 résidus (moyenne = 12).
Qu’est-ce qui déstabilise les hélices alpha?
- Glycine : trop de possibilité de rotations.
- Répulsions électromagnétiques : chaines latérales de même charges.
- Encombrement stérique : chaines latérales de taille importante ou ramifiées.
- Proline : groupement amine est secondaire, ne peut pas faire de liaison H, entraine souvent l’interruption de la structure en hélice.
Les hélices sont amphipathiques, qu’est-ce que ça veut dire?
Les résidus hydrophobes se retrouvent d’un côté de l’hélice alors que les résidus hydrophiles sont de l’autre.
Structure secondaire retrouvées fréquemment : les feuilet bêta.
- Élément constitutif d’un feuillet : portion de la chaine polypeptidique en conformation étendue en zigzag : brin bêta.
- contient en moyenne 6 résidus, mais peut en contenir 15 +.
Pourquoi les brins bêta sont instables?
Absence d’interactions non covalentes entre les résidus.
Les brins s’associent entre eux en formant des liens H entre les group. carbonyle d’un brin et le group. amine d’un autre (feuillet) : augmente la stabilité.
Quels sont les deux principaux types de feuillets?
- Feuillet ß parallèles : brins orientés dans le même sens.
Liens H parallèles aux brins.
Moins stables. - Feuillet ß antiparallèles : brins orientés en sens inverse.
Liens H perpendiculaires aux brins.
Plus stables : liens H plus linéaires donc plus fort.
Où se situe les chaines latérales dans les feuillets?
Alternativement au dessus et en dessous du feuillet.
Comment sont orientés les groupements carbonyle et amine par rapport à l’axe des brins? Parallèlement ou perpendiculairement?
Les groupements C=O et N-H sont perpendiculaires à l’axe des brins.
Les feuillets ß font-ils seulement des structures secondaires?
Non.
Structure 2° : les brins associés proviennent de régions adjacentes d’une même chaine.
Structure 3° : les brins d’un feuillet ß proviennent de régions éloignées d’une même chaine.
Structure 4° : les brins proviennent de deux chaines différentes.
Quel est l’impact des boucles dans les protéines?
Changements brusque de direction entre les structures régulières (hélices alpha ou feuillet ß).
Comment appele-t-on les boucles qui contiennent peu de résidus?
Coudes ou tours.
Quelle est la particularité du coude ß?
Fait souvent le lien entre deux brins d’un feuillets ß ANTIPARALLÈLE.
Contient 4 résidus, stabilisés par un lien H entre carbonyle du 1er résidu (n) et amine du 4ieme résidu (n+3)
