Les acides aminés
I.
Structures et
principales protéines
Ce sont des constituants extrêmement important au niveau
quantitatif (plus de la moitié de la masse sec des cellules) et
qualitatif avec l’importance des enzymes dans la cellule, et des
hormones peptidiques
Protéine : c’est une macromolécule constituée d’un enchaînement d’acides aminés (ou aminoacides).
Des problèmes génétiques qui affecteraient le métabolisme des acides aminés, entraînent de très sévères pathologies.
Le code spécifie 20 acides aminés (formations variables de ces acides aminés dans les protéines). Les acides aminés inhabituels subissent une modification post-traductionelle (phosphorylation, hydrolysation,…).
Formule générale des acides aminés (sauf
proline) :
II. Classification des acides aminés
A. Les acides aminés à chaîne aliphatique
B. Les acides aminés hydroxylés C. Les acides aminés soufrés
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D. Les acides aminés dicarboxyliques et leurs amides
E. Les acides aminés dibasiques
F. Les acides aminés cycliques
F.1. Les acides aminés aromatiques
F.2. Les acides aminés hétérocycliques
III. Besoins en acides aminés chez l’Homme
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Indispensables. |
Non-indispensable. |
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Isoleucine. |
Alanine. |
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Leucine. |
Asparagine. |
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Lysine. |
Aspartate. |
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Méthionine. |
Cystéine. |
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Phénylalanine. |
Glutamate. |
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Thréonine. |
Glutamine. |
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Tryptophane. |
Glycine. |
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Valine. |
Proline. |
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Semi-indispensable, car synthétisé mais pas en quantité suffisante. |
Arginine. |
Sérine. |
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Histidine. |
Tyrosine. |
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IV.
Petit moyen mnémotechnique
pour les acides aminés indispensables
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Le |
Très |
Lyrique |
Tristan |
Fait |
Vachement |
Méditer |
Iseult |
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Leu. |
Thr. |
Lys. |
Trp. |
Phe. |
Val. |
Met. |
Ile. |
V. Selon le caractère hydrophile ou hydrophobe de leur chaîne latérale R
A.
Acides aminés non polaires ou
hydrophobes : acides aminés à chaîne latérale
exclusivement carboxyl, aliphatique ou aromatique : glycine,
alanine, valine, leucine, isoleucine, phénylalanine,
tryptophane, proline et méthionine.
B.
Acides aminés polaires ou hydrophiles
- acides
aminés à chaîne aliphatique ou aromatique : sérine, thréonine,
asparagine, glutamine, tyrosine et cystéine (à cause de liaisons
ioniques).
- acides aminés basiques : lysine, arginine et histidine.
- acides aminés acides : aspartate et glutamate.
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Acides aminés hydrophobes (apolaires) 9 |
Acides aminés hydrophiles (polaires) 11 |
| Glycine | Phénylalanine | Sérine | Lysine |
| Alanine | Tryptophane | Thréonine | Arginine |
| Valine | Proline | Asparagine | Histidine |
| Leucine | Méthionine | Glutamine | Aspartate |
| Isoleucine | Tyrosine | Glutamate | |
| Cystéine |
VI.
Propriétés physiques des acides
aminés
A.
Solubilité
Ils se présentent sous la forme d’un solide blanc (dans le
commerce) plus ou moins soluble dans l’eau, la solubilité baisse
avec le nombre d’atome de carbone de la chaîne aliphatique. S’il
y a présence d’un agent polaire, la solubilité augmente.
B.
Isomérie optique
Tous les acides aminés possèdent un carbone asymétrique (sauf la
glycine à cause des deux atomes d’hydrogènes sur le carbone α).
Dans certains peptides de médicaments, on trouvera des acides aminés sous la forme D ; néanmoins les protéines possèdent surtout la forme L.
C. Absorption dans les U.V.
 |
Utilisé en diagnostic pour savoir si une protéine est présente dans la substance utilisée. |
VI.
Ionisation
Il existe 3 formes possibles pour un acide aminé
neutre.
- cation NH3+ : charge nette +1.
- anion COO– : charge nette –1.
- zwitterion NH3+ et COO– : charge nette 0.
|
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pK1 = log
1/K1 = -log K1. Au pK1, l’acide aminé est à 50% cationique et à 50% zwitterion. |
pHi = (pK1 + pK2)/2 : c’est le point isoélectrique (tout sous forme de zwitterion).
|
pH
= pK1 = 50% cation + 50% Z -->
1 à 3. = pK2 = 50% anion + 50% Z --> 9 à 10. |
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pHi = (pK1 + pK2)/2.
Cas de l’aspartate : un acide aminé dicarboxylique. |
Cas d’acide aminé dibasique : la lysine
pHi = (pK2 + pK3)/2 = 9,7. pK1 = 2,2.
pK2 = 9.
pK3 = 10,5.
Il n’y a pas d’ionisation dans les protéines avec COOH et NH2 de
la chaîne commune, les charges viennent des chaînes latérales R.
VIII. Propriétés chimiques des acides aminés
A. dues à la présence du groupement carboxyle
- formation de sels par action des
bases dont le pH est supérieur au pHi.
- estérification : acide + alcool = ester + eau.
- décarboxylation : nombreuses réactions de décarboxylations
enzymatiques..
B.
dues au groupement amine
- formation de sels : NH3+ Cl–.
- N-alkylation et N-arylation :
• dérivés N-méthylés, N-diméthylés et
N-triméthylés (cf. métabolisme de la glycine).
• Dérivés dinitrophénylés.
- N-acylation : réaction avec un dérivé d’acide :
par exemple : dérivés N-acétyls et N-benzoylés de la glycine : processus de détoxification.
-désamination :
• Désamination nitreuse : en présence de NO2H
• désamination
oxydative : voie enzymatique.
• transamination : transfert d’un groupement
amine à un acide α-cétonique par une transaminase.
-réaction avec les aldéhydes : formation des bases de Schiff :
• réaction avec un ose : réaction de Maillard.
|
Remarque
: lorsque l’acide aminé qui subit la réaction appartient à
l’hémoglobine, on obtient une hémoglobine glyquée. Ceci est très important dans le dosage de la glycémie du diabète. Quand le glucose reste dans le sang, il va se fixer à une amine de la lysine --> hémoglobine glyquée. |
Cette fixation dépend de la
concentration du glucose dans le sang, donc de la glycémie (qui
est importante chez les diabétiques).
Normalement, seulement 4 à 5% de l’hémoglobine est glyquée. Chez
un diabétique ce taux peut monter jusqu’à 10%.
La lenteur du phénomène peut renseigner sur la glycémie du
patient des 6 à 8 semaines précédentes (du fait de la durée de
demi-vie moyenne d’une hématie ≈ 60j).
C. Propriétés chimiques dues au groupement carboxyl et au groupement amine
C.1. groupement amine
- réaction avec le ninhydrine (coloration) :
 |
cette technique s’applique au dosage des acides aminés. La coloration obtenue est analysée par un spectromètre pour définir la quantité d’acides aminés présente. |
- formation d’une liaison amide entre acides aminés :
D. Propriétés chimiques dues aux chaînes latérales
- groupement
hydroxylé : estérification par acide phosphorique (phosphosérine,
thréonine ou tyrosine).
- noyau aromatique : réaction de substitution.
Par exemple les dérivés iodés de la tyrosine dans les hormones
thyroïdiennes.
- groupement thiol : réaction d’oxydation
permettant la formation de pont disulfure :
2 R–SH ---------> R–S~S–R (cf. cystine).
IX. Techniques permettant l’identification des acides aminés
- chromatographie sur couche mince.
- chromatographie échangeuse d’ions.
- chromatographie en phase gazeuse.
A.
Chromatographie sur couche mince
(technique qualitative)
dans toutes ces techniques de chromatographie, il
existe deux phases : une phase stationnaire, et une phase mobile
:
-phase stationnaire : c’est une couche de cellulose (hydrophile)
sur une plaque de verre.
-phase mobile : c’est un solvant saturé d’eau (hydrophobe).
Cette technique spécifie le caractère hydrophile ou hydrophobe
des acides aminés. Plus il est hydrophobe, plus il sera attiré
par le solvant (en migration) plus il se déplacera "loin" sur la
plaque. En revanche plus il sera hydrophile, plus il aura une
grande affinité pour la plaque, et moins il migrera.
B.
Chromatographie échangeuse d’ions
c’est une technique automatisée.
- phase stationnaire : elle est
constituée d’une résine avec des groupements sulfoniques
(SO3–) contenant des charges négatives.
Le pH est abaissé à 2, provoquant la protonation des acides
aminés sous la forme NH3+ qui se fixent alors sur les SO3–.
- phase mobile
: on ajoute une plaque mobile dont le pH augmente
progressivement. Les acides aminés vont se décrocher 1 par 1 de
la résine quand le pH de la phase mobile aura atteint leur pHi,
ils passeront alors sous forme anionique et seront détachés de
la résine et migreront alors avec la phase mobile. Les premiers
acides aminés à se détacher seront acides, neutres et enfin
basiques.
Cette technique peut servir à dépister un défaut de synthèse
d’un acide aminé en particulier.
| Le résultat sera obtenu sous forme de pic, chaque pic représentant un acide aminé et la surface de ce pic indiquera la quantité de cet acide aminé. |
C. Chromatographie en phase gazeuse
- phase stationnaire : il s’agit d’une colonne capillaire de 0,1 mm de diamètre enduite d’un film liquide. Le tout est maintenu à 200°C dans un four (attention : le liquide reste liquide).
- phase mobile
: c’est un gaz qui passe à travers la colonne.
Les acides aminés subissent une réaction d’estérification avec
des dérivés halogènes : on les rend donc volatile puis on les
injecte dans la colonne.
La discrimination se fait selon la solubilité (affinité) avec le
film liquide. Les acides aminés sont entraînés plus ou moins
vite par le gaz inerte. Leur temps de séquestration les
caractérisent.
Le problème ici, est que je ne me souviens pas de quoi est fait
le biofilm, apparemment, cette technique semble moins importante
car finalement, je ne connais pas le critère de différenciation
des acides aminés (selon taille, polarité,…).
X. Structure
des protéines
Une protéine est un enchaînement d’acides aminés liés par une
liaison peptidique : c’est la structure primaire.
En fonction du nombre d’acides aminés, on parle de protéine.
Moins de 10 on emploie le nom peptide, de 10 à 100 polypeptide,
ensuite seulement on parlera de protéines.
Le groupement amine NH3+ est à gauche et le carboxyl à droite
lors de la représentation d’une protéine.
Résidus d’acides aminés : les acides aminés dont le groupement
carboxyl participe à la liaison peptidique. On ajoute le suffixe
yl : lysine --> lysyl ; leucine -->
leucyl…
XI.
Détermination de la structure
primaire des peptides
A.
Détermination du contenu en acides aminés
: l’hydrolyse acide
Comme les liaisons peptidiques sont très stables,
le peptide est placé dans une solution d’HCl (6M) à pH très
acides. L’hydrolyse s’effectue durant 24 heures avec une
température de 100°C et sous vide. On effectue ensuite une
chromatographie pour caractériser les différents acides aminés.
Les gros inconvénients de cette hydrolyse résident dans le fait
que le tryptophane est dégrader par l’hydrolyse et que le
glutamine et asparagine sont désaminés et se transforment en
glutamate (= acide glutamique) et aspartate (= acide
aspartique).
B.
Détermination de l’extrémité N terminale
B.1. Méthode du dinitrophényl-acide aminé de Sanger
Sanger a été le premier a effectué le séquençage
d’une protéine : l’insuline. Le dinitrophényl se fixe sur le N
terminal, il y a alors formation du dinitrophényl-acide aminé.
La liaison "fraîchement" formée est plus forte que la liaison
peptidique.
B.2. Méthode d’Edman : Dégradation récurrente d’Edman
avec l’isothiocyanate de phényle : avec cette technique, on
peut réaliser un vrai séquençage du peptide.
 |
L’isothiocyanate
de phényl se fixe sur le NH2 terminal grâce à son atome de
soufre. Cette liaison va fragiliser la liaison peptidique
entre le 1er et le 2ème acide aminé. On effectue ensuite une
hydrolyse douce pour ne détruire que la liaison fragiliser
afin, que le reste du peptide reste intact. On obtient alors
par exemple un phényl-isothiolcyanate-alanine et une chaîne
peptidique (n-1).
Cette méthode ne s’effectuer que sur des peptides dont la longueur ne dépasse pas 80 acides aminés. |
B.3. aminopeptidase : hydrolyse de l’acide aminé terminal
C. Détermination du C terminal
C.1. hydrazine
|
on hydrolyse
dans un premier temps toutes les liaisons peptidiques et on
libère tous les acides aminés. Tous les acides aminés vont se combiner avec l’hydrazine pour donner de l’hydrazide sauf l’acide aminé de l’extrémité C terminale (car c’est le seul en COOH et pas CO). |
 |
C.2. carboxypeptidase
cette enzyme va hydrolyser la liaison des acides
aminés du coté C terminal…
D.
Coupures à l’intérieur de la chaîne
peptidique
Comme on ne se sait pas étudier de grandes protéines, on utilise des enzymes digestives comme la pepsine, la chymotrypsine, la trypsine… elles vont couper la protéine en plein milieu. Par exemple, la trypsine coupe des résidus d’arginine ou de lysine du coté C-terminal9.
XII.
Configuration spatiale de la liaison
peptidique
Elle est rigide et plane :
- plane : les 6 atomes sont compris
dans un même plan, ils sont coplanaires.
- rigide : la liaison peptidique est dite rigide, sa longueur et
comprise entre celle d’un simple et double liaison covalente :
132 anstreum entre N et C. caractère partial de la double
liaison (dans sa taille). Il n’y a pas de possibilité de
rotation autour de cette liaison. Les doublets d’électrons
occupent la même orbitale délocalisée :
A. Structures secondaires
C’est
l’organisation dans l’espace de 10 à 20 acides aminés au sein
d’une même chaîne peptidique : Hélice α.
Feuillet β.
A.1. Hélice α
: les acides aminés sont enroulés en spirale et forment une
hélice (ah ouais !!!) Selon deux pas :
- hélice à droite (D) principalement.
- hélice à gauche.
Les radicaux R se retrouvent alors à l’extérieur de l’hélice. Elle est stabilisée par de nombreuses liaisons hydrogènes :
–O–H---N–.
–O–H---O–.
–N–H---N–.
–N–H---O– Ce sont des liaisons faibles,
non-covalentes
Cette liaison s’effectue entre le groupement carboxyle d’un acide aminé et le groupement amine d’un autre acide aminé situé 4 acides aminés plus loin. --> Cela assure la stabilité de l’hélice α.
On compte 3,6 acides aminés par tour de spires.
La composition des chaînes latérales des acides aminés jouera
dans la stabilité.
Par exemple : on ne trouvera jamais plusieurs glutamate à la
suite dans une hélice, dans la mesure où, à pH physiologique, le
glutamate est sous forme anionique et de ce fait les acides
aminés de glutamate se repousseraient et déstabiliseraient
l’hélice α (idem pour la lysine sous forme cationique).
L’encombrement stérique de l’acide aminé joue également un rôle
dans cette stabilité.
Il peut parfois arriver que plusieurs hélice α s’associent en
SUPER-HELICE ! comme la kératine des cheveux ou la tropomyosine
qui subissent un enroulement super-hélicoïdal.
A.2. Feuillet β : ce sont des chaînes polypeptidiques en zig-zag.
Les
groupements R sont tantôt au-dessous tantôt au-dessus. Il n’y a
pas de liaisons hydrogènes dans un même feuillet β. Il peut en
revanche se crée des liaisons hydrogènes intercathéners entre 2
feuillets (intracathéner pour l’hélice α).
Feuillets plissés : c’est
l’association de 2 feuillets en chaîne parallèle ou
anti-parallèle (forme la plus stable et la plus courante).
R aura ici aussi un rôle important notamment au niveau de
l’encombrement stérique (souvent constitué d’acides aminés de
petite taille).
La soie et les toiles d’araignée par
exemple auront cette configuration.
A.3. Coude β (β-turn)
: Le premier et le dernier acides aminés de cette structure sont
reliés par un pont hydrogéné.
Cela permet à la chaîne de changer
brusquement de trajet.On y retrouve essentiellement la proline
(elle forme les coudes car elle n’est pas trop rigide).
A.4. Pelote statistique
(zone amorphe) : ce n’est pas une structure organisée, elle
permet juste de faire le lien entres les autres formes
secondaires.
B. Structures super-secondaires : c’est la succession de structures secondaires :
B.1. deux hélices consécutives
B.2. feuillets β consécutifs
C. Structures tertiaires
La
chaîne peptidique subit un repliement dans l’espace (myoglobine
90% d’hélices α). A l’intérieur se trouve les acides aminés
hydrophobes, et à l’extérieur les hydrophiles, car le
polypeptide se retrouve dans un milieu aqueux.
La structure est stabilisée par différents types de liaisons :
-le pont disulfure : 2 cystéines pouvant être très éloignées
l’une de l’autre dans la structure primaire, se retrouvent
proche grâce au repliement et peuvent former une cystine (pont
disulfure).
-liaisons faibles : •hydrogènes, ioniques.
•hydrophobes : ce sont des liaisons non-spécifiques qui
s’établissent suivant la distance entre les acides aminés : ce
sont les liaisons de Van der Waals.
--> tout cela organise la structure
tridimensionnelle et le repliement de la protéine.
Une même protéine peut avoir 2 structures tridimensionnelles :
par exemple le prion de la maladie de Creutzfeld Jacob existe
dans notre corps sous 2 isoformes : la forme normale α et la
forme anormale αβ qui agit sur la structure tridimensionnelle de
la structure α et l’oblige à devenir anormal en passant sous l’isoforme
αβ…
D.
Structure quaternaire
La
structure quaternaire d’une protéine est l’association de
plusieurs sous-unité (plusieurs chaînes polypeptidiques). Une
protéine qui possède plusieurs sous-unités est un oligomère. Les
sous-unités vont par paires soit : -identiques : homomérique.
-différentes : Hétéromérique.
Par exemple l’hémoglobine, possèdent 4 sous-unités : 2
sous-unités α et 2 β liées entre elle par des liaisons
non-covalentes.
Double intérêt de cette configuration : l’association et la
dissociation peuvent contrôler l’activité de la protéine, la
protéine kinase A (cf. NEEL) qui est AMPc dépendante, est un
tétramère qui possède 2 sous-unités régulatrices et 2
sous-unités catalytiques. La forme tétramère est inactive. Quand
l’AMPc va se fixer sur les sous-unités régulatrice, elle va
provoquer la dissociation des sous-unités régulatrices et
catalytiques qui deviennent actives -->
l’enzyme est active.
Il existe donc une possibilité d’interaction entre les
sous-unités, ceci explique les phénomènes de coopérativité (Cf.
NEEL), par exemple principe de la fixation de l’oxygène sur
l’hémoglobine.
On est capable de dénaturer ces protéines, on casse toutes les
liaisons non-covalentes (hydrogène, hydrophobe, ionique). Le
plus simple pour effectuer cette dénaturation est la chaleur ou
encore la variation de pH.
--> Après
cette dénaturation on perd toute activité de la protéine. Les 4
types de structures contribuent donc au bon fonctionnement de la
protéine.
XIII.
Méthode de séparation des protéines
A. Basé sur les propriétés physico-chimiques : précipitation selon leur solubilité.
On utilise des sels qui vont faire précipiter
certaines protéines et pas d’autres. On rajoute pour ceci, des
sels qui vont entrer en compétition avec les protéines sur l’eau
pour former des liaisons avec une plus grande affinité sur le
milieu aqueux. Les protéines n’ont "plus assez d’eau" et
précipitent. Par exemple à 50% de saturation en sel dans le
plasma, la globuline précipite, mais pas l’albumine.
B.
En fonction de la taille
: gel de filtration
Cette technique s’effectue à l’aide d’une colonne
remplie de billes qui forment de réseaux très fins
(réticulations plus ou moins importantes). On injecte les
protéines par le dessus de la colonne et on regarde la distance
qu’elles parcourent. Les petites protéines sont très vite
capturer par les réseaux des billes et ne descendent que peu
dans la colonne. Les moyennes protéines arriveront un peu plus
bas avant de se perdre dans les réseaux des billes. Les grosses
protéines en revanche seront trop grosses pour entrer dans les
réseaux de billes, passeront entre les billes et se retrouveront
en bas de la colonne.
C.
Chromatographie échangeuse d’ions :
c’est exactement le même principe que pour les acides aminés.
D.
Electrophorèse : en fonction de la
taille et de la charge.
Cette technique est donc fonction de la
composition en acide aminé et de leur charge négative, positive
ou nulle. Les protéines vont migrer vers la cathode (charge +)
ou vers l’anode (charge –) ou ne pas migrer (charge nulle) sur
un gel de polyacrylamide, c’est un tamis dans lequel les grosses
protéine auront du mal à migrer : le trajet est inversement
proportionnel à la taille.
Variante : on dénature les protéines avec un détergent, le SDS
(sodium dodécyl sulfate). Le SDS va ensuite se fixer aux
protéines et les charger négativement.
Elles vont alors toutes migrer dans le même sens (vers l’anode).
Le déplacement ne sera alors fonction que de la taille. Après
coloration, on détermine le poids moléculaire de la protéine
étudiée à l’aide d’une échelle pré-établie. SDS-Page (encore
merci Chauffert).
E.
Propriétés d’affinité :
chromatographie d’affinité.
Cette technique s’utilise par exemple, lorsque
l’on se trouve en présence d’un mélange de protéines et que l’on
veut n’en purifier qu’une seule : on utilise le principe
d’affinité de la protéine.
Sur une résine ou sur des billes on fixe un substrat non
métabolisable de l’enzyme (un inhibiteur compétitif). Lorsque
l’on ajoute le mélange de protéines en le faisant passer dans la
colonne, la seule à se fixer sera la protéine recherchée, les
autres ne font que passer.
On fait ensuite varier le pH pour "décrocher" la protéine de son
substrat, que l’on récupère : elle est purifiée (cf. cours de
Teyssier sur la chromatographie d’affinité pour la détection des
séquences polyA)..
Utilisation d’anticorps spécifiques : ils vont reconnaître
spécifiquement la protéine pour permettre le dosage de celle-ci
(réaction antigène-anticorps).
Hormones hypothalamiques
:
- TRH (thyréolibérine) : 3 acides aminés, pyroGlu–His–Pro. Elle
stimule la synthèse de la TSH (thyréostimuline).
- CRH (corticolibérine) : 41 acides aminés, elle
stimule la libération d’ACTH (adrénocorticotropine).
- GnRH (gonadolibérine) : 10 acides aminés, elle
stimule la sécrétions des gonadotrophines : FSH et LH.
En gros ce qu’il faut comprendre ici
sur le plan biochimique, c’est : PETIT MAIS COSTAUD.
Hormones hypophysaires :
- Hormones anté-hypophysaires :
• TSH (thyréostimuline) : elle stimule la thyroïde et inuit la
synthèse d’hormones thyroïdiennes.
• FSH (folliculostimuline) :
elle stimule les cellules folliculaires de l’ovaire (maturation
des follicules ovariens) et les cellules de Sertoli du testicule
(maturation des spermatozoïdes).
• LH (hormone lutéinisante) :
elle stimule la production de l’œstradiol et de la progestérone
par les cellules de l’ovaire et la production de testostérone
par les cellules de Leydig du testicule.
Point commun entre ces 3 hormones : elles sont toutes les 3
constituées de 2 sous-unités : α et β. α est identique dans les
3 cas. C’est β lui tout seul, qui leur donne leur spécificité,
mais β n’est pas active tout seul, car les récepteurs ne
reconnaissent que α et β ensembles.
Donc quand on veut doser ces hormones, faut pas se planter en
utilisant des anticorps anti-α, mais plutôt des anticorps
anti-β.
• ACTH (adrénocorticotropine) :
39 acides aminés. Elle stimule la synthèse et la sécrétion des
hormones corticoïdes par les glandes corticosurrénales.
- Hormones
post-hypophysaires :
• Vasopressine ou ADH : 9 acides aminés : elle favorise la réabsorption de l’eau au niveau des tubules rénaux distaux.
• Ocytosine : 9 acides aminés. Elle joue un rôle dans la contraction du muscle lisse de l’utérus lors de l’accouchement
ADH : Cys–Tyr–Phe–Gln–Asn–Cys–Pro–Arg–Gly–CO–NH2
Ocytosine : Cys–Tyr–Ile–Gln–Asn–Cys–Pro–Leu–Gly–CO–NH2
Hormones pancréatiques :
- Insuline : elle fut séquencée la
première fois par Sanger. C’est l’association de 2 chaînes
polypeptidiques de 30 et 21 acides aminés. Elle est la seule
hormone hypoglycémiante.
- Glucagon : 29 acides aminés : hormone hyperglycémiante.
- Glutathion GSH : γ-glutamyl–cystéinyl–glycine. L’originalité de
cette hormone, est le fait que son résidu glutamate soit relié
par son deuxième carboxyl (celui de R) et non par le principal
(relié à Cα) :
2
GSH -----------> GSSH.
réduit
oxydé.
- le glutathion a un rôle très important dans le métabolisme xénobiotique R (médicaments, cancérogènes chimiques,…) :
GSH + R ----------> RSG.
Réaction effectuée grâce à la glutathion-S-transférase.
C’est une protection, car il empêche ainsi les cancérigènes
d’aller interagir avec l’ADN et la modifier ou la détruire.
- décomposition du peroxyde d’hydrogène H2O2.
H2O2 + 2 GSH ----------> GSSG + 2H2O.
Glutathion peroxydase (Se)
.Cette enzyme a besoin d’un atome de sélénium
pour "fonctionner" correctement.
- réducteur intracellulaire important : il sert d’enzyme, et permet
de garder les groupements thiol réduit, et les enzymes actives.
XIV. Classification des
protéines
A.
Selon la forme
- protéines globulaires : rapport
des axes (longueur/largeur) < 10 : albumine, globuline, histones
(constitués d’hélice α et de feuillets β reliés par des coudes β
ou par des pelotes statistiques).
- protéines fibreuses : rapport des axes > 10 : collagène,
élastine, kératine α et β.
B.
Selon la fonction biologique
- enzymes.
- protéines de structure : collagène, élastine, kératine.
- protéines de transport : lipoprotéines (lipides), hémoglobine.
- protéines contractiles : actine, myosine du muscle.
C.
Selon leur composition
- holoprotéine : que des acides
aminés.
- hétéroprotéine : acides aminés + groupement prosthétique (non
protéique lié de façon covalente) : chromoprotéines
(hémoglobine), phosphoprotéine, glycoprotéine…
XV. Relation structure / fonction
Protéines fibreuses :
| Structure | Caractéristique | Exemple |
| Hélice α | Structures de protection résistantes, insolubles, de flexibilité et de dureté variable. |
Kératine
α des cheveux, ongles (3 hélices α gauches associées en
super hélice droite). Pont cystine détruit par un shampoing, rétablit par le sèche-cheveux permanente. |
| Feuillet β | Filaments mou flexibles | Fibroïne de soie. |
| Triple hélice de collagène |
Résistance très élevée à la
tension. Constitué de beaucoup de proline et d’OH-proline. |
Collagène des tendons, matrice de l’os. |
Au niveau de l’hélice α, la proline fait prendre
un pas gauche à l’hélice : ce qui est très rare
Il arrive que 3 hélices α (droites) s’associent en super hélice
(gauche). La résistance devient alors extrêmement élevée (modèle
des câbles des ponts suspendus).
Pathologie :le scorbut est un déficit dans l’hydroxylation de la
proline due à une carence en vitamine C. cette dernière permet
un bon fonctionnement de la proline hydroxylase.
Il peut apparaître une perte des dents due à la déstabilisation
de la triple hélice des ligaments dentaires et donc une
fragilisation de ceux-ci.
Différence entre l’hémoglobine et la
myoglobine :
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Hémoglobine |
Myoglobine |
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Elle
est constituée de 4 sous-unités ce qui permet de favoriser
la coopérativité positive de ces sous-unités. |
Elle n’est
constituée que d’une seule sous-unité. Elle est efficace
pour le stockage de l’oxygène mais nulle pour son transport,
car l’affinité entre la myoglobine et l’oxygène est trop
élevé et ne libèrerait pas l’O2 arrivé sur le lieu
d’utilisation. |
Drépanocytose (ou anémie hémolytique chronique) : le globule rouge est en forme de faucille due à une anomalie de l’hémoglobine.
Il existe une mutation de l’ADN qui code
anormalement une valine au lieu d’un glutamate. Ceci modifie
complètement la structure tridimensionnelle de la protéine.
La valine est un acide aminé hydrophobe qui induit dans
l’hémoglobine anormale, un site supplémentaire. Lorsque
l’hémoglobine va se désoxygéner, elle va devenir insoluble et
polymériser. D’où la forme caractéristique du globule rouge
anormal.
La maladie est surtout présente dans la population du bassin
méditerranéen, des D.O.M. et de l’afrique. C’est pourquoi, dans
ces régions, que le dépistage à 3 jours de vie est systématique.
Il est amusant de signaler que le laboratoire d’analyse
spécialiser dans cette maladie se situe à Lille, alors que la
plupart des cas sont au Sud…
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