cours de Raussens

Les protéines sont responsables de plus de 99% de l'activité biologique dans une cellule. Leur activité est liée à leur structure et elles remplissent diverses fonctions, telles que les enzymes, la cohésion et la structure, les senseurs et transducteurs de signal, le transport et le mouvement.

Étant donné que l'ADN est responsable du stockage de l'information génétique, une protéine est la cheville ouvrière de la cellule. Comprendre la structure des protéines permet de comprendre comment passer de la séquence en acides aminés à la structure et à la fonction, ce qui est crucial pour comprendre le fonctionnement cellulaire.

Le processus est le suivant : l'ADN subit la transcription pour former de l'ARNm, puis l'ARNm subit la traduction pour former des protéines.

<p>Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui permettent de faciliter toutes les réactions chimiques nécessaires dans la cellule ou en dehors de la cellule. Ils jouent un rôle essentiel dans le métabolisme et d'autres processus biologiques.</p> Signup and view all the answers

<p>La bioinformatique permet de faire tous ces réseaux d'interactions.</p> Signup and view all the answers

<p>Entre 300,000 et 10,000,000.</p> Signup and view all the answers

<p>Le protéome est l'ensemble des protéines synthétisées par un génome.</p> Signup and view all the answers

<p>Il existe deux types d’acides aminés : L et D, la forme que nous utilisons est la L, quelques bactéries utilisent la forme D.</p> Signup and view all the answers

<p>Arginine et lysine peuvent être clivés par la trypsine.</p> Signup and view all the answers

<p>Le pH physiologique est en général de 7.4.</p> Signup and view all the answers

<p>La masse moyenne (non pondérée) d'un acide aminé est de 136 daltons/aa.</p> Signup and view all the answers

<p>À pH 7.4, l'arginine est chargée car son pKa est de 12, donc pKa &gt; pH.</p> Signup and view all the answers

<p>L'épissage alternatif introns-exons permet d'avoir une diversité très importante au niveau des protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>Les modifications post-traductionnelles des protéines permettent de diversifier une même protéine.</p> Signup and view all the answers

<p>La forme D des acides aminés permet de trouver des antibiotiques contre certaines bactéries car nous n'utilisons pas cette forme.</p> Signup and view all the answers

<p>Environ 227,339,950 séquences connues.</p> Signup and view all the answers

<p>Les protéines sont impliquées dans la défense du corps humain en tant que composants des anticorps du système immunitaire.</p> Signup and view all the answers

<p>Les cellules humaines peuvent produire des anticorps à partir d'ARNm en fabriquant la protéine qui deviendra l'antigène, en injectant l'ARNm.</p> Signup and view all the answers

<p>La conformation tridimensionnelle des protéines est déterminée par la séquence en acides aminés.</p> Signup and view all the answers

<p>Les approches expérimentales pour déterminer les structures des protéines au niveau atomique incluent la diffraction des rayons X ou des neutrons par des cristaux de protéines et la RMN pour les protéines en solution.</p> Signup and view all the answers

<p>La Trypsine fait partie de la famille des sérine protéases et clive les protéines pour les digérer, en fonctionnant grâce à une triade qui permet de cliver une protéine spécialement après une Arginine ou une Lysine.</p> Signup and view all the answers

<p>L'évolution divergente des protéines se produit lorsque, tout en gardant la même conformation, des modifications dans les structures conduisent à des activités protéolytiques différentes.</p> Signup and view all the answers

<p>L'étude de la structure des protéines en médecine et pharmacie permet le drug design pour inhiber des cibles enzymatiques spécifiques à des fins thérapeutiques, ainsi que la production de protéines par des microorganismes pour traiter des maladies.</p> Signup and view all the answers

<p>Avant, l'insuline était prélevée à partir d'animaux (porcs), ce qui posait des problèmes de rejet de cette insuline.</p> Signup and view all the answers

<p>La production de protéines par des microorganismes en agriculture permet de traiter les maladies qui touchent les plantes.</p> Signup and view all the answers

<p>La structure d'une protéine est intrinsèquement reliée à sa fonction, ce qui rend l'élucidation de la structure d'une protéine précieuse pour la compréhension de sa fonction.</p> Signup and view all the answers

<p>L'évolution divergente se produit lorsque des modifications dans les structures conduisent à des activités protéolytiques différentes, tandis que l'évolution convergente se produit lorsque deux gènes avec des structures de protéines complètement différentes retrouvent la même activité catalytique.</p> Signup and view all the answers

<p>Les acides aminés constituant les monomères des protéines sont au nombre de 20, avec 2 acides aminés modifiés se trouvant dans le collagène : l'hydroxylysine et l'hydroxyproline, et ayant des propriétés chimiques différentes.</p> Signup and view all the answers

<p>Le pKa est 4,5.</p> Signup and view all the answers

<p>Le pKa est 6-6,5.</p> Signup and view all the answers

<p>Un pH supérieur à 12 serait nécessaire, mais cela n'existe pas dans une cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>Il faut avoir un pH plus élevé que le pKa de l'acide aminé.</p> Signup and view all the answers

<p>Parce que son pKa est inférieur à 12, donc un pH supérieur à 12 serait nécessaire pour changer sa charge, ce qui n'existe pas dans une cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>La proline et la glycine ne sont pas compatibles avec la formation d'hélices alpha.</p> Signup and view all the answers

<p>L'hydrophobicité est la tendance à passer dans une phase hydrophobe, mesurée par l'énergie libre pour faire passer une mole de la phase aqueuse à la phase hydrophobe.</p> Signup and view all the answers

<p>L'une des premières étapes est le rassemblement des acides aminés hydrophobes pour échapper à l'environnement aqueux.</p> Signup and view all the answers

<p>L'effet hydrophobe est le rassemblement des parties hydrophobes pour minimiser l'interaction avec l'eau, ce qui entraîne une augmentation de l'entropie.</p> Signup and view all the answers

<p>Il y a une présence d'une interface hydrophobe/hydrophile. Les régions hydrophiles se rassemblent pour former un canal.</p> Signup and view all the answers

<p>L'importance réside dans la chaine latérale des résidus, où se trouvent des groupements ionisables, et non spécialement dans l'acide aminé en lui-même.</p> Signup and view all the answers

<p>Lorsque le pH de la solution est égal au pKa d'un groupe ionisable, ce groupe existe en tant que mélange 50/50 de la forme acide et de la base conjuguée. Si le pH est &lt; que le pKa, la forme acide est prédominante. Si le pH est &gt; au pKa, la forme basique est prédominante.</p> Signup and view all the answers

<p>Le pKa d'une substance est le pH auquel la substance est ionisée à 50%. Il peut varier en fonction du milieu, par exemple en passant d'une phase aqueuse (avec une constante diélectrique élevée) à une phase lipidique (avec une constante diélectrique plus faible).</p> Signup and view all the answers

<p>Lorsque le pH diminue, la toxine diphtérique devient de plus en plus hydrophobe car elle perd des charges. Elle peut alors traverser la membrane du lysosome et interagir avec les facteurs d'élongation, ce qui peut entraîner la mort de la cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>La sous-unité A2 de l'hémagglutinine (HA) du virus de la grippe est responsable de la fusion du peptide avec la membrane cellulaire, permettant ainsi au virus d'entrer dans la cellule hôte.</p> Signup and view all the answers

<p>La structure primaire d'une protéine est sa séquence d'acides aminés, allant du N-terminal au C-terminal.</p> Signup and view all the answers

<p>Le lien C-N au milieu du lien peptidique est plus court en raison d'une double liaison partielle (délocalisée par l'oxygène) qui le rend beaucoup plus courte.</p> Signup and view all the answers

<p>Les règles de Pauling/Corey concernant le lien peptidique stipulent que le lien amide est toujours plan, avec un angle de 180°, et que la chaîne polypeptidique peut faire des rotations au niveau des angles phi et psi, tout en respectant certaines valeurs d'angles.</p> Signup and view all the answers

<p>La principale source de flexibilité des protéines provient des angles phi et psi, bien que certaines contraintes stériques limitent également ces angles.</p> Signup and view all the answers

<p>Les hélices alpha sont des structures en forme d'hélice formées par les acides aminés liés par des liaisons hydrogène. Chaque tour d'hélice contient environ 4 résidus et la taille d'un tour est d'environ 5,4 angströms.</p> Signup and view all the answers

<p>La résonance du lien peptidique est due à la délocalisation des électrons pi du carbonyle et de la paire d'électrons libres de l'azote, ce qui rend le lien peptidique plan et rigide.</p> Signup and view all the answers

<p>Les liaisons hydrogène entre les acides aminés dans les hélices alpha contribuent à maintenir la structure en hélice et à stabiliser la conformation de la protéine.</p> Signup and view all the answers

<p>La longueur moyenne des protéines est d'environ 350 acides aminés.</p> Signup and view all the answers

<p>Le ribosome est responsable de la formation du lien peptidique entre les acides aminés lors de la synthèse protéique.</p> Signup and view all the answers

<p>Entre 300 000 et 10 000 000 de protéines sont nécessaires pour le bon fonctionnement du corps humain.</p> Signup and view all the answers

<p>Environ 200 000 structures protéiques connues, dont seulement 45 000 non redondantes.</p> Signup and view all the answers

<p>Seulement 490 structures connues de protéines membranaires, bien que celles-ci représentent 25-30% du génome.</p> Signup and view all the answers

<p>Environ 100 000 000 d'interactions protéiques à déterminer dans l'interactome.</p> Signup and view all the answers

<p>Ils permettent une grande diversité des protéines à partir d'un seul génome.</p> Signup and view all the answers

<p>Le protéome représente l'ensemble des protéines synthétisées par un génome, permettant de connaître les protéines présentes dans un type cellulaire à un moment donné.</p> Signup and view all the answers

<p>Les acides aminés se différencient par leur chaine latérale, leur clivage par des enzymes spécifiques, et leurs variations de charge en fonction du pH.</p> Signup and view all the answers

<p>La masse moyenne d'un acide aminé est d'environ 136 daltons, avec des variations en fonction de la séquence protéique.</p> Signup and view all the answers

<p>Les variations de pH dans les cellules incluent un pH physiologique de 7,4 et un pH acide dans les lysosomes autour de 3.</p> Signup and view all the answers

<p>Il existe des acides aminés L et D, la forme L est utilisée par les êtres humains et la forme D est utilisée par certaines bactéries.</p> Signup and view all the answers

<p>Chaque protéine interagit avec jusqu'à une dizaine de partenaires, soit environ 100 000 000 d'interactions à déterminer dans l'interactome.</p> Signup and view all the answers

<p>La bioinformatique est importante pour étudier les réseaux d'interactions entre les protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>La diffraction des rayons X, la RMN ou Cryo-EM</p> Signup and view all the answers

<p>Sa structure tridimensionnelle</p> Signup and view all the answers

<p>Sérine</p> Signup and view all the answers

<p>L'évolution divergente conduit à des modifications dans les structures de protéines similaires, tandis que l'évolution convergente conduit à des gènes avec des structures protéiques différentes mais des activités catalytiques similaires.</p> Signup and view all the answers

<p>Médecine, pharmacie, agriculture et industrie</p> Signup and view all the answers

<p>Elles ont subi des modifications structurelles, bien qu'elles aient probablement un ancêtre commun.</p> Signup and view all the answers

<p>Elle permet le développement de médicaments à partir de protéines pour inhiber des cibles enzymatiques spécifiques à des fins thérapeutiques.</p> Signup and view all the answers

<p>Ils produisent des protéines telles que l'insuline.</p> Signup and view all the answers

<p>La synthèse de protéines est utilisée pour lutter contre les maladies qui touchent les plantes.</p> Signup and view all the answers

<p>Elles sont utilisées dans la production de détergents biologiques et de lipases.</p> Signup and view all the answers

<p>La Trypsine</p> Signup and view all the answers

<p>Elle est intrinsèquement liée à la fonction des protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>Le pKa d'un acide aminé est le pH auquel la moitié des molécules de cet acide aminé sont ionisées. Cela peut influencer leur comportement dans la cellule car à un pH supérieur à leur pKa, les acides aminés sont majoritairement déprotonés, tandis qu'à un pH inférieur à leur pKa, ils sont majoritairement protonés.</p> Signup and view all the answers

<p>L'hydrophobicité des acides aminés influe sur leur capacité à passer dans une phase hydrophobe, et lors du repliement des protéines, les acides aminés hydrophobes se regroupent pour minimiser l'interaction avec l'eau.</p> Signup and view all the answers

<p>La charge des acides aminés dépend des résidus d'acides aminés, en particulier des groupements ionisables dans la chaîne latérale. Au pH physiologique, les acides aminés sont des zwitterions. Cela est important dans la cellule car la charge des acides aminés peut influencer leur interaction avec d'autres molécules et leur fonction dans les processus cellulaires.</p> Signup and view all the answers

<p>Certains acides aminés, tels que la lysine, l'arginine, l'histidine, l'aspartate et la glutamate, ont des pKa spécifiques qui influencent leur charge en fonction du pH.</p> Signup and view all the answers

<p>Le changement de charge des acides aminés en fonction du pH, comme lors de l'endocytose, peut avoir un impact sur la structure des protéines et leur interaction avec la membrane lipidique. Cela peut influencer la localisation des protéines dans la cellule et leur fonction.</p> Signup and view all the answers

<p>Les spécificités des sérine protéases, telles que la chymotrypsine, la trypsine et l'élastase, sont influencées par des facteurs tels que le volume, la charge et l'hydrophobicité, ce qui explique leur capacité à cliver des protéines à des endroits différents. Cela est important dans l'interaction avec d'autres molécules car cela détermine leur capacité à reconnaître et à cliver des substrats spécifiques.</p> Signup and view all the answers

<p>Les protéines membranaires présentent des structures spécifiques en fonction de l'hydrophobicité de la membrane cellulaire, avec des segments transmembranaires qui peuvent être entièrement hydrophobes ou amphipathiques. Cela est important pour assurer leur insertion et leur fonction dans la membrane.</p> Signup and view all the answers

<p>Lors d'une diminution du pH, certains acides aminés peuvent se protoner, perdant ainsi leur charge, ce qui peut avoir des conséquences sur leur comportement dans la cellule. Cela peut influencer leur fonction et leur interaction avec d'autres molécules.</p> Signup and view all the answers

<p>Certains acides aminés, tels que la proline et la glycine, ne sont pas compatibles avec certaines structures, comme les hélices alpha, en raison de leur conformation et de leurs propriétés stériques. Cela peut influencer la stabilité et la structure des hélices alpha.</p> Signup and view all the answers

<p>L'environnement, notamment l'hydrophobicité du milieu, peut influencer la charge des acides aminés en modifiant le pH local et en favorisant ou en limitant l'interaction avec d'autres molécules. Cela peut avoir un impact sur leur fonction et leur localisation dans la cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>Les cellules ne présentent que des pH neutres ou acides, aucun pH basique, et certains acides aminés ont des pKa spécifiques à retenir pour comprendre leur comportement dans la cellule. Cela est important pour prédire leur charge et leur comportement en fonction du pH dans des contextes biologiques.</p> Signup and view all the answers

<p>Les groupements ionisables dans la chaîne latérale des acides aminés contribuent à leur capacité à former des liaisons ioniques et à être impliqués dans des interactions électrostatiques avec d'autres molécules. Cela peut influencer leur capacité à interagir avec des partenaires moléculaires et leur fonction dans la cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>La résonance du lien peptidique fait référence à la délocalisation des électrons pi du carbonyle et de la paire d'électrons libres de l'azote, ce qui rend le lien peptidique plan. Cette résonance contribue à la rigidité et à la stabilité de la structure des protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>La longueur moyenne des protéines est d'environ 350 acides aminés.</p> Signup and view all the answers

<p>Les liaisons C=O des liaisons peptidiques influent sur les angles phi et psi, déterminant ainsi la structure secondaire des protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>La règle de Pauling/Corey stipule que les liaisons peptidiques sont planes, mais les angles phi et psi peuvent varier, conférant de la flexibilité aux protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>Les acides aminés dans les hélices alpha forment des liaisons hydrogène pour stabiliser la structure et maintenir la conformation hélicoïdale.</p> Signup and view all the answers

<p>Un tour d'hélice alpha mesure environ 5,4 angströms.</p> Signup and view all the answers

<p>Les angles phi et psi peuvent varier, mais sont limités par des contraintes stériques, ce qui influence la flexibilité des protéines.</p> Signup and view all the answers

<p>Lorsque le pH diminue, la toxine devient hydrophobe et peut traverser la membrane du lysosome, ce qui altère sa structure et sa fonction pour interagir avec les facteurs d'élongation et tuer la cellule.</p> Signup and view all the answers

<p>Les liaisons peptidiques entre les acides aminés forment la structure primaire des protéines, qui est difficile à défaire une fois formée.</p> Signup and view all the answers

<p>Lorsque le pH diminue, la sous-unité HA2 du virus est libérée et peut interagir avec la membrane de la cellule hôte, permettant au matériel génétique du virus d'entrer et de se reproduire.</p> Signup and view all the answers

<p>Chaque tour d'hélice contient environ 4 acides aminés, avec les chaînes latérales à l'extérieur de l'hélice, ce qui contribue à leur stabilité structurale.</p> Signup and view all the answers

<p>Les acides aminés influencent les angles phi et psi des liaisons peptidiques, déterminant ainsi la structure secondaire des protéines.</p> Signup and view all the answers