Cours Protéines 5 .pptx

Helice alpha • Une helice droite • Tous les résidus ont des valeurs Phi Psi proches= sont dans la meme zone de basse énergie du diagramme de Ramachandran • Les plans peptidiques sont plaqués sur la surface du cylindre • Plans peptidiques dans la même orientation : C=O vers extrémité C, NH vers extré...

Helice alpha • Une helice droite • Tous les résidus ont des valeurs Phi Psi proches= sont dans la meme zone de basse énergie du diagramme de Ramachandran • Les plans peptidiques sont plaqués sur la surface du cylindre • Plans peptidiques dans la même orientation : C=O vers extrémité C, NH vers extrémité N • 3,6 résidus par tour : les C=O sont alignés avec les NH du tour suivant Soit le C=O du résidus n avec le NH de n+4 • Pas de l’helice (distance verticale entre deux tours) = 5,4 angströms • L’helice n’est pas un tube creux! Hélice a et chaînes latérales • Les Chaînes latérales sont projetées vers l’éxterieur du cylindre Un tour d’helice = 360 degrés et 3,6 résidus : soit 100 degrés d’écart angulaire entre deux résidus consécutifs 1 Structure 2 et Répartition des AA à chaine latérale hydrophobe dans la séquence 2 3 4 5 6 7 8 9 structures secondaires : une solution générale d’auto-solvatation Protéine pas encore repliée: C=O et N-H peptidiques sont liés par des molécules d’eau C=O de 3 avec N-H de 7 …………..4 avec ………….8.. n n+4 Tous les groupes C=O et tous les groupes NH dans* l’hélice sont liés par liaisons H (* : sauf les NH du premier tour et les C=O du dernier tour) Protéine repliée= Pas d’eau dans les positions enfouies ! Les liaisons H intrahélice compensent la perte des liaisons avec le solvant Brins et Feuillets b • Ne pas confondre brins et feuillets : Un feuillet (beta sheet) est composé d’au moins deux brins (beta strands) • Chaque brin est un segment dont la conformation est la plus étendue possible • Un brin: une hélice à deux résidus par tour • Tous les AA d’un feuillet beta adoptent des angles Phi et Psi de la même zone de basse énergie du diagramme de Ramachandran • Les chaines latérales sont alternativement au dessus puis au dessous du plan moyen du feuillet • Un brin est lié par liaison H aux brins voisins dans l’espace Feuillets b • Pour faire un feuillet : au moins deux brins mais souvent plus • Les brins d’un feuillet peuvent être parallèle ou antiparallèle • Les brins adjacents d’un feuillet sont liés par des liaisons H Quelle est la direction de chaque brin ? Ces feuillets sont ils parallèle ou antiparallèle Quels acides aminés pour quelle structure secondaire ? es hélices et les brins béta se trouvent dans beaucoup de protéines de séquences complétement différente ous les AA peuvent se mettre en hélice a ou en brins b ly et Pro beaucoup moins que les autres… ais y a-t-il des préférences de certains AA pour un type de structure ? Calcul de préférences de chaque type d’AA pour chaque type de structure secondaire 1 prendre un jeu de protéines dont la structure est connue 2 la fréquence de chaque type de résidu (ex lysine) dans l’ensemble de ces protéines est F(Lys) = n-lysine/ nAA avec nAA : nombre total de tous les AA 3 on peut calculer aussi la fréquence de chaque type de résidu dans un type de structure secondaire par ex les hélices alpha: ex Fa(Lys) = n-lysine (dans hélices)/ nAA (dans hélices) 4 on peut savoir si un type de résidu (ex lysine) a une préférence pour un type de structure (ex alpha) en calculant le rapport des fréquences préférence lysine alpha= fréquence des lysines dans les helices/fréquence des lysine dans les protéines Prédiction de structures secondaires Moyenne sur ces 4 résidus Préférence a a =1,392 -------- 1,41---------1,34---------1,23------------1,59 --------- Préférence Préférence b b= 0,787 -------- 0,72---------1,22---------0,69------------0,52 --------- Préférence Moyenne locale ’ Préférence a x Préférence b y Si on décale d’un résidu on aura x’ et y’, puis x’’ et y’’ etc Prediction de structures 2 et 3 : qu’est ce qui est possible ? • Les prédictions de structures secondaires basées sur une séquence unique prédisent correctement ~65% des résidus • Pour augmenter la qualité de la prédiction : utiliser plusieurs séquences d’une même famille • Très difficile de prédire les structures tertiaires avec des structures secondaire en partie fausses • Les structures tertiaires connues ont été déterminées expérimentalement (Cristallographie X, RMN, microscopie électronique) • On peut reconnaitre qu’une séquence de protéine ressemble à une autre dont la structure connue (modélisation par homologie) • On ne sait savait en général pas prédire ab initio les structures tertiaires (ou quaternaires) Predicting protein structures with a multiplayer online game Seth Cooper 1 , …, David Baker, Zoran Popović, Foldit Players https://fold.it/portal/ We posed the challenge of de novo protein design in the online protein-folding game Foldit . Players were presented with a fully extended peptide chain and challenged to craft a folded protein structure and an amino acid sequence encoding that structure. After many iterations of player design, analysis of the top-scoring solutions and subsequent game improvement, Foldit players can now—starting from an extended polypeptide chain—generate a diversity of protein structures and sequences that encode them in silico https://scienceetonnante.com/2020/12/09/le-repliement-desproteines/ https://deepmind.com/blog/article/AlphaFold-Using-AI-for-scientific- discovery tps://www.youtube.com/watch?v=nGVFbPKrRWQ Structure tertiaire des protéines Caractéristiques communes Taxonomie Les protéines sont liées à des molécules d’eau Les chaînes latérales polaires et chargées sont en liaison H avec l’eau Ces liaisons contribuent à la stabilité de la protéine Les propriétés des protéines en solution sont influencées par l’eau liée (ex rayon hydrodynamique) L’intérieur des protéines La densité d’empilement est élevée L’intérieur des protéines est constitué de chaînes latérales hydrophobe et de liaison peptidique en structure 2 Les chaines latérales polaires enfouies sont rares et quand elles existent elles sont invariablement en liaison hydrogéne avec un autre groupe de la protéine Une protéine peut comporter plusieurs domaines Thioredoxine Phosphoglycerate Kinase Chymotrypsine Protéine Kinase (Src kinase) Fréquence et longueur des domaines Eukaryotes have approximately 65% multi-domain proteins, while the prokaryotes consist of approximately 40% multi-domain proteins Ekman et al https://doi.org/10.1016/j.jmb.2005.02.007 Qu’est ce qu’un Domaine ? • Une unité de repliement Une région globulaire d’une protéine Un Domaine isolé peut il se replier seul ? Ce domaine fixe l’ATP • Une unité fonctionnelle Un domaine similaire se retrouve dans d’autres kinases • Une unité évolutive