Les Protéines et Leur Classification

### Les 3 Grandes Classes de Protéines

• Les protéines peuvent être classées en trois grandes catégories : fibreuses, globulaires et membranaires. Cette classification se base sur leur structure morphologique et leur solubilité dans l'eau.

Protéines Fibreuses

• Les protéines fibreuses sont filiformes, ressemblant à des fibres ou filaments.
• Elles sont généralement insolubles dans l'eau car elles sont principalement composées d'acides aminés hydrophobes.
• Elles jouent un rôle structurel majeur dans l'organisme.
• Exemples : Collagène et Élastine.

Collagène

• Le collagène est une protéine extracellulaire qui offre une grande rigidité et résistance à la déformation.
• Il est insoluble dans l'eau.
• On le retrouve dans les tendons, les cartilages, les os, les dents, la peau et les vaisseaux sanguins.
• Il représente 1/4 à 1/3 de la masse protéique totale des mammifères.
• La structure de base de la molécule de collagène se compose de 3 chaînes polypeptidiques avec un motif répétitif « Gly-X-Y » où X et Y sont souvent de la proline.

Élastine

• L'élastine est une protéine extracellulaire qui confère de l'élasticité aux tissus.
• Elle est présente en grande quantité dans les tissus nécessitant une certaine flexibilité, comme la peau, les ligaments, les artères et le tissu pulmonaire.
• Elle partage certaines similitudes avec le collagène (1/3 de glycine, beaucoup de proline).
• Elle se distingue du collagène par l'absence de motif répétitif.

Protéines Globulaires

• Les protéines globulaires représentent la classe la plus importante des protéines. Elles sont capables de mouvements et remplissent une multitude de fonctions complexes.
• Elles possèdent une forme sphéroïde et sont solubles dans l'eau.
• Elles ont été les plus étudiées et comprennent des enzymes, des hormones, des anticorps et bien d'autres protéines.
• Leur structure tridimensionnelle est soutenue par des liaisons non-covalentes, ce qui leur confère un comportement dynamique. Elles ne sont pas statiques mais capables de s'adapter aux événements, comme la reconnaissance et la fixation d'un ligand.

### Protéines Membranaires

• Les protéines membranaires sont localisées à la membrane plasmique.
• Elles sont les moins étudiées car elles sont difficiles à isoler de la membrane sous leur forme native et fonctionnelle.
• Trois classes existent : protéines intrinsèques, protéines extrinsèques et protéines ancrées dans les lipides.

Protéines Intrinsèques

• Traversent la couche lipidique de la membrane.
• Possèdent une partie importante d'acides aminés non-polaires.
• Leurs régions non-polaires s'intègrent dans la partie hydrophobe de la membrane lipidique.
• Les interactions hydrophobes maintiennent la protéine dans la membrane lipidique.

Protéines Extrinsèques

• Ne traversent pas la couche lipidique de la membrane.
• Contiennent moins d'acides aminés non polaires que les protéines intrinsèques.
• Peuvent se situer du côté intracellulaire ou extracellulaire de la membrane.
• Sont liées à la membrane par des liaisons électrostatiques ou par l'intermédiaire d'autres protéines membranaires.

Protéines Ancrées dans les Lipides

• Ne traversent pas la couche lipidique de la membrane.
• Contiennent moins d'acides aminés non polaires que les protéines intrinsèques.
• Peuvent se situer du côté intracellulaire ou extracellulaire de la membrane.
• Sont liées à la membrane plasmique par des liaisons covalentes.

Fonction des Protéines Membranaires

• Les protéines membranaires assurent différentes fonctions aux membranes biologiques.
• Elles agissent comme transporteurs, récepteurs, molécules d'adhésion et molécules structurales.

Protéine Membranaire Transporteurs

• Exemple : Protéine à résistance multi-drogues.
• Protéine membranaire intrinsèque.
• Expulse les substances cytotoxiques.
• Surexprimée dans de nombreux cancers.
• Plus il y a de copies de la protéine, plus la résistance aux multi-drogues est élevée, ce qui peut limiter l'efficacité de la chimiothérapie.

Récepteurs

• L'expression différentielle des récepteurs peut affecter différentes cascades de signalisation.
• Exemple : Factor Growth Receptor (FGFR).

Molécules d'Adhésion

• Impliquées dans l'attachement d'une cellule à une autre.
• Exemple : Cadhérines.

Molécules Structurales

• Maintiennent notamment la forme des cellules.
• Exemple : Spectrine (La spectrine peut également être classée parmi les protéines fibreuses car elle se présente sous forme de fibre).

Repliement et Dégradation des Protéines

Structure Tertiaire

• La structure tertiaire d'une protéine est déterminée par sa structure primaire et par l'aide d'enzymes, agissant comme des chaperons.

Structure Primaire

• La dénaturation et le repliement des protéines globulaires sont observables lors de l'expérience de dénaturation-renaturation.

Un Coup de Pouce Enzymatiques

• Enzyme : Protéine disulfure isomérase (PDI) qui crée et rompt les ponts disulfures de manière enzymatique.
• Molécules chaperons : HSP70.

Protéasome

• Complexe protéique qui dégrade les chaînes polypeptidiques dénaturées. Il décompose uniquement les liaisons peptidiques entre les acides aminés afin de les réutiliser pour former de nouvelles protéines.

Techniques d'Étude des Protéines

Structure des Protéines : Approche Expérimentale

• Étude d'analyse de rayons-X et cristallographie (servent à déterminer la forme 3D des protéines).

Importance

• Permet de mieux comprendre la fonction de la protéine.
• Permet d'identifier les sites d'interaction avec d'autres protéines ou molécules.
• Rappel : complémentarité structurale.
• Développement d'inhibiteurs.

Immunobuvardage (Western Blot)

• Technique utilisée pour étudier une protéine en la comparant dans différentes situations.
• Les protéines migrent selon leur taille et non leur charge.
• Pour isoler (identifier) une protéine spécifique, on ajoute son anticorps.

Ce quiz explore les trois grandes classes de protéines : fibreuses, globulaires et membranaires. Il met en lumière les caractéristiques, fonctions et exemples des protéines fibreuses, en se concentrant particulièrement sur le collagène. Testez vos connaissances sur la structure et le rôle des protéines dans l'organisme.