UE1B-6 La Relation structure-fonction des Biomolécules : ACIDES AMINÉS et PROTÉINES Flashcards
Qu’est-ce qui constitue les peptides et les protéines ?
Les Acides Aminés
Qu’elle est la formule chimique d’un acide aminé ?
- Une fonction Amine (NH2)
- Une fonction Carboxyle (COOH)
- Un radical : variable d’un acide aminé à l’autre, détermine les propriétés physico-chimiques des peptides et protéines (peuvent être chargés ou non, de nature aliphatique, de taille plus ou moins grandes…)
Il existe 2 types d’acides aminés :
- AA Protéinogènes
- AA non Protéinogènes
Définition : Acide Aminé Protéinogènes
=> incorporés dans une protéine, lors d’une synthèse dépendante de la traduction d’un ARN messager par un ribosome.
Définition : Acide Aminé Non Protéinogènes
=> pas incorporés dans les protéines lors de la traduction d’un ARNm par un ribosome.
→ ils peuvent être retrouvés dans les protéines lors de modifications post-traductionnelles (à partir de dérivés acides aminés protéinogènes).
Quelles sont les fonctions des acides aminés non protéinogènes ?
- intermédiaires du métabolisme
- neurotransmetteurs
Exemple : L’hydroxyproline (= dérivé de la proline) et l’hydroxylysine (= dérivé de la lysine) interviennent dans le collagène.
Combien d’Acides Aminés Protéinogènes existent ?
=> 20
- éléments de base (monomères) des peptides et protéines.
Que donnent donc les Acides Aminés Protéinogènes ?
- des Peptides ou Oligopeptides
(2 à quelques dizaines d’Acide Aminés) - des Polypeptides et Protéines
(nombre important d’Acide Aminé, masse moléculaire > aux peptides)
Acides Aminés Apolaires et Hydrophobes (9)
Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine, Méthionine, Phénylananine, Tryptophane, Proline.
Acides Aminés Polaires et Hydrophiles (6)
Serine, Thréonine, Cystéine, Tyrosine, Asparagine, Glutamine.
Acides Aminés chargés négativement (ACIDE) et Hydrophiles (2)
Acide Aspartique et Acide Glutamique.
Acides Aminés chargés positivement (BASIQUE) et Hydrophiles (3)
Lysine, Arginine, Histidine.
Quels sont les 9 Acides Aminés ESSENTIELS ?
= pas de synthèse endogène (dans le corps), on doit les trouver dans notre alimentation.
=> Méthionine, Leucine, Valine, Lysine, Isoleucine, Phénylalanine, Tryptophane, Histidine, Thréonine.
«Met le dans ta valise il fait trop d’histoire»
Par quoi sont liés les peptides et protéines ?
=> Acides Aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques.
Par quoi se forme la liaison peptidique ?
Par une réaction de condensation entre la fonction carboxyle et la fonction Amine de 2 Unités.
Qu’est-ce qui définit la structure PRIMAIRE d’un peptide et d’une protéine ?
- L’enchaînement d’acides aminés par ces liaisons, correspond à une séquence d’acide aminés.
Quel est le sens de lecture imposer par le sens de synthèse et d’enchaînement des monomères d’acides aminés ?
Depuis l’extrémité Amino-Terminale (N-ter) vers l’extrémité Carboxy-Terminale (C-ter).
Exemples et Fonctions d’acides aminés non protéinogènes
° Précurseurs pour la synthèse de molécules importante en physiologie : Glycine
° Rôle dans le métabolisme : Carnitine
° Actions sur la physiologie : Histamine
° Moyens de communications entre cellules (signaux, médiateurs, hormones,…) : Glutamate & Acide-Aminobutyrique (GABA) + Triidothyronine
Précurseurs pour la synthèse de molécules importantes en physiologie : GLYCINE
=> précurseur de la Porphyrine et de l’Hème, groupement prosthétique (= non protéique), associé à la myoglobine ou à l’hémoglobine.
Rôle dans le métabolisme : CARNITINE
=> intervient dans le catabolisme des lipides et permet le transport intracellulaire de ces lipides vers les mitochondries.
Actions sur la physiologie : HISTAMINE
=> composé dérivé l’acide aminé histidine.
C’est un médiateur pro-inflammatoire vasoactif : facilite la réponse immunitaire en cas de danger.
- aussi impliquée dans l’hypersensibilité allergique avec réponse exacerbée.
Moyens de communications entre cellules (signaux, médiateurs, hormones…) : GLUTAMATE & ACIDE-AMINOBUTYRIQUE (GABA) + TRIIODOTHYRINE
° Glutamate et Acide-Aminobutyrique (GABA) = neurotransmetteurs.
° Triidothyronine (T3), dérivée de résidus tyrosine modifiés à partir de la protéine thyroglobuline = hormone thyroïdienne.
Définition : Peptides et Ogligopeptides
- 2 à quelques dizaines d’acides aminés
- Fonctions diverses
- En général, ils sont facilement «synthétisables» = cibles pharmacologiques intéressantes
Exemple de Peptides et Oligopeptides (3)
- Pénicilline
- Gramicidine
- Cyclosporines
Définition : Péniciline
- Peptide produit par le champignon penicillium
=> Antibactérien = bloque la formation des parois bactériennes
- 1er Antibiotique naturel : découvert par Fleming 1928.
Définition : Gramicidine
- Produite par des bactéries type Bacillus
=> Perméabilise les membranes
(Utilisée comme antibiotique / antifongique / antiparasitaire / spermicide)
=> Forme cyclique = pas d’extrémité !
Définition : Cyclosporines
- Produites par un champignon.
=> Propriétés immuno-modulatrices chez l’Homme.
=> Utilisées pour traiter des maladies auto-immunes et pour éviter les rejets de greffe (immunosuppresseur)
=> Forme cyclique = pas d’extrémité !
Peptides régulateurs de fonctions physiologiques chez l’Homme : Hormones / Médiateurs / Facteurs de Croissance
- Hormones : Angiotensines II + Ocytocine + Glucagon
- Médiateurs : Enkephalins + Endorphine
- Facteurs de croissance : EGF
Hormones : Angiotensine II
=> 8 AA : Vasoconstriction, homéostasie du rein.
Hormones : Ocytocine
=> 9 AA : Contractions des muscles lisses (l’utérus pendant l’accouchement par exemple)
Hormones : Glucagon
=> 29 AA : Stimule la production de glucose
Médiateurs : Enkephalins
=> 5 AA : Analgésiques = contre les douleurs
Médiateurs : Endorphine
=> 31 AA : Analgésique : contre les douleurs
Facteurs de croissance : EGF
=> 53 AA : Stimule la prolifération des cellules
Définition : Polypeptides et Protéines
- Nombre important d’acides aminés
- Masses moléculaires > Masse moléculaires des peptides
- Nombreuses possibilités d’interactions avec d’autres molécules
Quels sont les 4 niveaux d’organisation des protéines ?
- Structure Primaire
- Structure Secondaire
- Structure Tertiaire
- Structure Quaternaire
Définition : Structure Primaire
Séquence d’acides aminés qui se lient de manière à former ensemble une chaîne polypeptidique.
Définition : Structure Secondaire
Repliement de la protéine sur elle-même (repliement local) : plusieurs possibilités =
- Hélice ALPHA : la chaîne Polypeptidique s’enroule sur elle-même.
- Hélice BÊTA : la chaîne Polypeptidique se lient côte à côte et d’autres formes
Une même protéine peut représenter les 2 types de structures secondaires !
Définition : Structure Tertiaire
La chaîne polypeptidique se replie au sein des 3 dimensions = Structure tridimensionnelle.
- dépend des interactions entre les Radicaux R des acides aminés de la chaîne :
→ Radicaux Hydrophobes s’enfouissent au cœur de la molécule.
→ Radicaux Hydrophiles (polaires ou chargés) se disposent à la surface
(On y trouvera des portions en hélice alpha et des portions en feuillet bêta)
Défintion : Structure Quaternaire
=> Association de plusieurs chaînes polypeptidiques au sein d’une même unité.
- fait intervenir tout type de liaisons (covalentes, ioniques, hydrogènes).
Définition : Protéines Fibreuses / Fibrillaires
- Très allongées
- Structures secondaires dominent
- Insolubles
- Résistantes à la protéolyse (= destruction des protéines)
Rôle : Support, Protection, Structuration
Définition : Protéines Globulaires
- Forme Sphéroïde et Compactes
- Solubles
Rôle : Activités Enzymatiques, Activités Motrices, Transport, Régulation, Commutateurs,…
Définition : Protéines Membranaires
- Possèdent plusieurs domaines adaptés aux interactions établies avec la bicouche lipidique.
Rôle : Récepteurs de signaux, transports membranaires…
Exemple de protéine fibrillaire : COLLAGÈNE
Présent chez tous les animaux : la plus abondante du taxon animal = 25% des protéines chez les mammifères
- extrait des os pour fabriquer de la gélatine ou de la colle
=> plusieurs types de collagène :
Exemple : le collagène I = dans la peau, les tendons, le blanc de l’oeil, la dentine…
Par quoi est sécrétée le Collagène ?
Principalement : par les Fibroblastes
→ Permet l’organisation des tissus conjonctifs de soutien.
Quelle est la structure du Collagène ?
La structure de base des fibrilles = est une triple hélice (tropocollagêne = collagène alpha).
- Résistance à la traction +++ : grâce à l’organisation moléculaire des unités disposées de manière décalée.
Quelle est la durée de vie du Collagène ?
=> 2 mois dans le derme avant renouvellement.
- Qualité déclinante avec l’âge : rigidification des fibres + recyclage moins efficace
=> diminution des propriétés, mais aussi cassures et affaissements = vieillissement et relâchement tissulaire.
Par quoi est régulée la synthèse du collagène fibrillaire ?
Par plusieurs hormones et cytokines :
1) Hormones et Cytokines stimulent les fibroblastes
2) Fibroblastes augmentent leur synthèse de collagène
Pathologies du Collagène : Fibroses
=> s’il y a une production accrue de ces hormones et cytokines (en réponse à une inflammation par exemple)
1) Inflammation
2) Augmentation de la production d’hormones et cytokines
3) Surproduction de fibres de collagène
4) Fibroses (pulmonaires par exemple)