I. GENERALITES
- Les protéines sont des :
o Macromolécules constituées de chaines NON ramifiées d’AA réunis par des liaisons covalentes (peptidiques)
o Elles peuvent être composées d’une ou de plusieurs chaînes d’acides aminés (chaînes peptidiques) : Par exemple, le glucagon est une protéine monomérique (= constituée d’une seule chaîne peptidique) alors que l’insuline est une protéine multimérique (= constituée de plusieurs chaînes polypeptidiques)
o Elles sont synthétisées et dégradées en permanence dans la cellule.
o Elles sont présentes en très grand nombre dans la cellule et représentent > 50% du poids sec de nos cellules.
o Distinction arbitraire en fonction du nombre d’AA :
▪ Oligopeptides =<10 AA
▪ Polypeptides >10 AA
▪ Protéines >100 AA ;
taille moyenne = 200 – 300 AA (variable)
Rq : Attention, la taille du peptide n’a pas de lien avec son importance au niveau fonctionnel (exemple : insuline et glucagon).
- Leur séquence d’AA est spécifiée par la séquence nucléotidique du gène de structure.
- La structure 3D dépend de la séquence d’AA.
- Pour 1même enchainement d’AA, différentes structures 3D sont possibles en fonction :
o Des modifications post traductionnelles
o Des interactions entre les différentes molécules.
- La fonction de chaque protéine est dépendante de sa structure 3D.
Pour info : L’étymologie du mot « protéine » vient du grec « protos » qui signifierait : « Premier, essentiel » et « Substance la plus importante de la matière vivante ». La protéine est d’une importance quantitative mais aussi qualitative (fonctions importantes !)
- Fonctions et rôles distincts :
o Croissance et maintenance tissulaire : elles font partie intégrante de la plupart des structures (peau, tendons, membranes, muscles, organes, os) : assurent la croissance et la réparation des tissus.
o Enzymes : catalysent les réactions chimiques dans la cellule
o Hormones : régulent les processus métaboliques (la plupart des hormones sont des peptides ou des protéines)
o Anticorps : contre les invasions étrangères, protection contre maladies infectieuses (relation Ag-Ac)
o Fluides et électrolytes : maintiennent le volume et la composition des fluides corporels (pression oncotique)
o Equilibre acido-basique : participent au maintien de la balance acido-basique des fluides corporels en agissant comme des tampons.
o Transports : transporteurs (systèmes ± spécifiques) de substances telles que les lipides, vitamines, minéraux, l’oxygène…
o Substrat énergétique : protéines + acides aminés = réserve énergétique pour les besoins de l’organisme
o Contrôle de l’expression des gènes : les facteurs de transcription
o Transmission de signaux cellulaires: les récepteurs membranaires, les seconds messagers intracellulaires.
- Plusieurs transcrits peuvent être obtenus à partir d’un même gène par épissage alternatif. Ces transcrits peuvent former des protéines susceptibles de subir des modifications post traductionnelles. → Grande variété de protéines différentes: 500 000 à 1 million à partir de 60 000 à 90 000 ARNm eux-mêmes issus de moins de 30 000 gènes.
- La plupart des protéines sont très conservées et se retrouvent chez beaucoup d’êtres vivants différents :
o 1% des protéines spécifiques à l’espèce humaine
o 20% des protéines spécifiques aux vertébrés
o 40% des protéines ont une fonction inconnue
- Définitions :
o Le transcriptome c’est l’ensemble des ARNm de l’organisme
o Le protéome c’est l’ensemble des protéines de l’organisme
o Le kinome c’est l’ensemble des kinases de l’organisme
II. STRUCTURES DES PROTEINES
- Même si l’enchainement d’AA sous forme de chaine non ramifiée semble simple, la conformation des protéines est complexe due aux interactions du squelette protéique et des chaines latérales entre elles et l’eau. Ces interactions chaines//milieu sont fondamentales pour la structure de la protéine.
- Un polypeptide déroulé n’existe jamais dans nos cellules.
- Facteurs intrinsèques influençant sur la conformation des protéines :
o Liaisons covalentes entre AA (liaisons peptidiques et ponts disulfures S-S)
o Liaisons faibles intra- ou inter-chaînes
o Distribution des chaînes latérales polaires ou non polaires
▪ Ex : Protéines globulaires :
• Chaînes non polaires : Tournées vers l’intérieur pour former une cavité hydrophobe.
• Chaînes polaires : Vers l’extérieur
o Influence des modifications post-traductionnelles: repliement de la protéine selon une conformation précise qui permet régulation et fonctionnalité.
Structure des protéines : (à connaitre par cœur)
- Structure I : Séquence d’AA de la chaine polypeptidique
Convention : On commence par l’AA au NH2 libre et termine par celui au COOH libre
- Structure II : Structure 3D = arrangement 3D de la chaine polypeptidique liée à l’enchainement des liaisons peptidiques.
- Structure III : Structure 3D par repliement des structures II dépendant des interactions entre les chaines latérales des AA
- Structure IV : Structure 3D ne concernant pas toutes les protéines: seulement celles faites de différentes sous-unités. Cette structure 3D dépend de l’association des sous-unités.
II.A. STRUCTURE I
- Séquence linéaire non ramifiée d’AA assurée uniquement par des liaisons peptidiques (= covalentes) formées par l’ionisation des AA (pH physio = AA ionisés) : formation d’une liaison AMIDE avec libération d’une molécule d’eau
- Une liaison s’établit entre le groupement α-COO- d’un AA n avec le groupement α-NH3 + DE L’AA n+1 -
Convention : (pas toujours appliquée)
o Extrémité N-Ter (1er AA) à gauche et C-ter à droite
o Nomenclature des AA, suffixe :
▪ -ine : AA isolé ou en position C-ter
▪ -yl(e) quand incorporé dans la chaine polypeptidique
- Règle générale : Chez les individus d'une même espèce, une protéine donnée est formée par l'enchaînement, dans le même ordre, des mêmes AA (c’est à dire la structure I) → Séquence définie génétiquement.
II.B. STRUCTURE II
Conformation du squelette protéique imposée par la structure I ; arrangement 3D lié à l’enchainement des liaisons peptidiques: on ne prend pas en compte les conséquences causées par les chaînes latérales.
Bien retenir que la structure 3D d’une protéine est un élément déterminant dans la fonction d’une protéine !!
Propriété de la liaison peptidique :
- Correspond à une liaison amide entre le groupement carboxylique d’un AA n et la fonction amine de l’AA n+1.
- La liaison C-N fait 1,32 Ä : c’est une longueur intermédiaire entre une simple (1,5 Ä) et une double liaison (1,25 Ä). → Nature partiellement double à cause d’une délocalisation des électrons de valence créant une mésomérie
Ä = angström = 10^−10 mètre
-Pas de rotation possible autour de la liaison peptidique
-Structure plane et rigide : 6 atomes coplanaires →les 4 atomes C H O N sont toujours dans le même plan ; ainsi que les 2 Cα des 2 AA correspondant
-Les angles entre ces ≠ atomes sont d’≃ 120°
-Cα (AA en n) et Cα‘ (AA en n+1) sont en configuration trans
-Chaque plan est défini autour de cette liaison peptidique
-Seulement liberté de rotation autour de chaque Cα
-Dans une liaison peptidique, N-ter est du côté C=O et C-ter du coté N-H
- Le squelette d’une protéine correspond à la séquence de groupes peptidiques planaires rigides dont la structure II dépend des angles de torsion autour des liaisons N-Cα et Cα-C.
- Il existe une limitation du nombre de conformation possible par les contraintes stériques imposées par les liaisons peptidiques.
Structures secondaires régulières privilégiées (60 à 70% des structures secondaires) :
- Plans successifs tournant régulièrement toujours dans le même sens : structure hélicoïdale (hélice α).
- Plans successifs alternant l'un par rapport à l'autre selon 2 orientations spatiales privilégiées : structure en feuillet plissé (feuillet plissé β).
Structures secondaires irrégulières (30% des structures secondaires) :
- Plans tournant de façon apparemment aléatoire l'un par rapport à l'autre : structure de forme désordonnée : pelote statistique (coudes, boucles…), avec une grande flexibilité.
Formations de boucles et de coudes, structures irrégulières souvent à la surface de la molécule reliant les ≠ structures.
1. Hélice α
Plans successifs tournant régulièrement dans le même sens : même degré de torsion autour de chacun des Cα.
Caractéristiques de l’hélice :
- 3,6 à 4 résidus d'AA par tour de spire
- Longueur de 4 à 40 acides aminés. (6 à 60 Angströms)
- 0,5 nm de diamètre
- Pas de l’hélice : 0,54 nm
- Angle de 80° entre les plans des liaisons peptidiques
- Chaînes latérales tjrs vers l'extérieur (pour des raisons d’encombrements stériques)
- Structure maintenue grâce à des liaisons hydrogène (entre O et H) intra-chaînes impliquant le O du groupement C=O d'un résidu n et le H du groupe N-H du résidu n+4.
- Le plus souvent hélice droitière (lié à des contraintes d’encombrement stérique).
- Hélice α : structure extensible avec propriétés de déformation et de contractilité (protéines du muscle, de la peau, élastine du tissu conjonctif…)
L’hélice alpha est favorisée par l’acide glutamique, l’alanine, la leucine et l’isoleucine. Moyen mnémotechnique : ILEA.
L’hélice alpha est interrompue par la Proline (l’hydroxyproline)et la glycine qui provoquent une courbure de la chaîne.
Une hélice α peut être formée si les AA favorisant l’hélice entourent ceux qui empêchent l’hélice.
- Les hélices α peuvent être amphipathiques (ou amphiphiles) (ce n’est pas possible de déterminer avec la séquence primaire) :
- Hélices constituées d’un côté hydrophile et d’un côté hydrophobe (nature des chaînes latérales des AA constituant l’hélice).
- Elles s’associent à d'autres faces hydrophobes (d'hélice α, de membrane, de feuillet β etc. ...).
- Les domaines intra-membranaires des protéines transmembranaires sont souvent constitués de plusieurs hélices α formant une face externe hydrophobe, en contact avec la membrane.
- Les interactions hydrophiles(liaisons H) se produisant à l'intérieur de la structure. (ex : la rhodopsine)
- Hélices alpha retrouvées dans la myoglobine, hémoglobine…
2. Feuillets plissé β
- C’est une structure secondaire constituée d’au moins 2 brins polypeptidiques de longueurs variables.
- Les 2 brins appartiennent le plus souvent à la même chaine polypeptidique.
- Plans successifs alternant selon 2 orientations spatiales privilégiées.
- La chaîne peptidique apparaît régulièrement plissée.
Structure en feuillet due à la disposition des brins polypeptidiques les uns à côté des autres : parallèles ou anti-parallèles.
- Structure stabilisée par des liaisons hydrogènes entre l'atome d'O d'un groupement C=O de la chaîne polypeptidique et l'H d'un groupement NH d’un résidu situé en face : sur la même chaîne repliée sur elle-même ou sur une autre chaîne polypeptidique.
Si on rompt les liaisons H la formation du feuillet plissé est empêchée.
- Les chaînes latérales des AA sont situées successivement en dessous et au-dessus du plan des feuillets.
➢ Feuillet plissé anti-parallèle :
- Les 2 chaines polypeptidiques contiguës sont orientées dans un sens opposé (se forment quand il y a des boucles,
- Les liaisons H sont parallèles entre elles, courtes et stables mais non équidistante.
➢ Feuillet plissé parallèle :
- Les 2 chaînes contiguës sont orientées dans le même sens.
- Connections longues entre les brins.
- Les liaisons H sont régulièrement espacées, NON parallèles, moins stables.
➢ Feuillet plissé mixte :
- 20% des feuillets plissés
- Association de chaînes parallèles et anti parallèles
Les séquences d’AA reliant les feuillets ß antiparallèles sont plus courtes que celles reliant les feuillets ß parallèles
Favorisés par la valine, isoleucine, tyrosine, leucine et cystéine (mnémo : CIVYL)
Interrompus par la proline et la glycine. .
- La Proline (P) et la Glycine (G) sont rarement retrouvées dans l’un ou l’autre, ils induisent un arrêt de l’organisation structurale en hélice ou feuillet.
3. Boucles et coudes (1/3 des AA = 30%)
- Structures (souvent) non régulières, non répétitives, à la surface des protéines, permettant des connections entre les structures secondaires → Pelote statique :
o Brins polypeptidiques des feuillets plissés β
o Hélices α et brins de feuillets β
- Longueurs différentes et formes irrégulières
- On retrouve souvent de la glycine (G) et de la proline (P).
- Les coudes (= tours) :
- 2 à 4 AA maintenus par des liaisons H
- Souvent à la surface de la protéine.
- Coude ß fréquent: 4 AA stabilisés par des liaisons hydrogènes entre le 1er AA et la 4e AA.
- AA fréquemment retrouvés : G et P.
- Permet la connexion entre 2 feuillets ß antiparallèles.
- Les boucles :
- 10 – 20 AA
- Tendance à être vers l’extérieur des protéines.
- Engagent souvent des liaisons H avec l’eau environnante ou au sein de la boucle.
- Permettent la connexion entre 2 hélices alpha, entre feuillets ß et hélice alpha ou entre 2 feuillets plissés ß parallèles.
Ce qu’il faut retenir :
Les acides aminés C, I, V, Y, L, vont fréquemment être retrouvés dans les feuillets plissés béta.
Les acides aminés I, L, E, A, vont fréquemment être retrouvés dans les hélices alpha.
La proline (P) et la glycine (G) sont rarement retrouvées dans les structures régulières puisqu’elles arrêtent la formation de ces structures. Cependant, ces 2 AA sont fréquemment retrouvés dans les coudes.
La proline (P) va déstabiliser la structure secondaire régulière avec sa fonction amine secondaire.
Représentation schématique des structures II :
- Cylindres (ou batônnet ou ruban en forme de ressort) pour les hélices α
- Flèches pour les feuillets plissés ß -
Rubans pour les éléments restants
II.C. STRUCTURE III
- Organisation tridimensionnelle de la protéine par repliement des structures secondaires. Due aux interactions impliquant les chaînes latérales (R) des AA.
Structure influencée par des facteurs intrinsèques (liaisons faibles intra ou inter- chaînes, liaisons covalentes entre AA…)
- Pour une protéine constituée d’une seule chaine polypeptidique : la structure III est celle de la protéine ; elle est associée à des fonctions propres à la protéine (fonction biologique).
- Toutes les protéines ont une structure tertiaire car elle est indispensable à la fonction protéique.
4. Domaines et motifs Motifs structuraux (ou « structures super-secondaires ») :
Combinaisons simples d’éléments de structure secondaire, pour former une structure tertiaire, que l’on retrouve dans de nombreuses protéines et qui, dans certains cas, sont par eux-mêmes associés à une fonction biologique spécifique.
➔ Les motifs peuvent constituer un domaine
Exemples de motifs structuraux
- Hélice-boucle–hélice (=HLH) :
- Constitué de 40-50 AA constitué de deux hélices alpha séparées par une boucle de 10-24 AA
- C’est un motif de liaison à l’ADN retrouvé dans les facteurs de transcription (sur le grand sillon de l’ADN).
Les parties N ter des deux hélices les + longues entrent en contact dans le grand sillon de l’ADN.
- C’est aussi un domaine de fixation au calcium
Domaine : Partie d’une chaîne polypeptidique qui se replie de façon indépendante pour former une structure 3D stable présentant une activité fonctionnelle majeure (domaines catalytiques, domaines de liaison à l’ADN…).
Ils sont généralement constitués de 50 à 350 AA et peuvent rassembler des hélices α et des feuillets plissés β et donc ≠ motifs structuraux.
Ils sont conservés au cours de l’évolution et entre les espèces.
Les protéines peuvent en contenir un seul ou jusqu’à plusieurs dizaines. Généralement chaque domaine présente sa propre fonction biologique.
Exemple de domaines pour une enzyme : l’Acide Gras synthase
La synthèse des acides gras requiert la catalyse de 7 réactions chimiques différentes.
Dans les chloroplastes des plantes, ces réactions sont catalysées par 7 protéines indépendantes alors que chez les mammifères, elles sont réalisées par une seule chaîne polypeptidique organisée en 7 domaines différents. → Meilleur rendement.
Autres exemples de domaines : Les facteurs de transcription
Les facteurs de transcription possèdent deux domaines fonctionnels :
- Un pour la liaison à l’ADN
- Un pour l’activation de la transcription
Les régions liant l’ADN sont constituées à partir d’un nombre très limité de motifs structuraux (HLH, doigt de zinc, bZIP et domaine basique, …)
- Hélice Boucle Hélice (HLH) :
- Comporte 2 fois le motif « hélice-boucle-hélice » : facteur dimérique (2 chaînes protéiques)
- Les parties Nter des deux hélices les plus longues entrent en contact avec le grand sillon de l’ADN
- Doigt de zinc :
- 30-50 AA qui fonctionnent au moins par paire
- Liaison de coordination entre 2 histidines et 2 cystéines (ou 4 cystéines) et l’atome de zinc.
- Nécessité de plusieurs doigts de zinc pour qu’il y ait liaison à l’ADN.
- Ex : Récepteurs aux hormones stéroïdiennes, thyroïdiennes…
- Fermeture éclair à leucines (leucine zipper, bZIP)) :
- Les hélices α sont par paires, elles fonctionnent par dimérisation : quand 4 leucines sont face à face, elles interagissent entre elles. Elles peuvent venir de protéines différentes.
Les régions adjacentes riches en leucine (et arginine) (= résidus basiques chargés positivement en pH physiologique) rentrent en contact avec l’ADN (super enroulement d’hélice alpha) qui est chargé négativement.
- Chaque hélice comporte 8 tours et 3,5 résidus leucines par hélice.
Sur les 8 tours d’hélice, 1 résidu sur 7 est une leucine.
- Maintien des hélices entre elles par des liaisons hydrophobes
- Dimérisation :
o Homodimérisation : les 2 protéines ont la même séquence primaire
o Hétérodimérisation : les 2 protéines ont des séquences primaires ≠
▪ Exemple : Les protéines nucléaires Fos et Jun Se lient à l'ADN (site AP1) et modulent la transcription sous forme d’hétérodimère. Cette activité requiert l’hétérodimérisation Jun-Fos formant une fermeture éclair à leucines → Formation d’un motif structural Bzip
Homéodomaine :
- Motif peptidique très conservé de 60AA (3 à 4 hélices α).
- Essentiellement retrouvé dans les protéines homéotiques (importantes pour l’embryogenèse).
Elles déterminent le plan d’organisation d’un être vivant selon des axes de polarité.
5. Nature des interactions stabilisant les structures tertiaires
- Interactions avec le milieu cellulaire
o Cas des protéines globulaires, cytoplasmiques et nucléaires.
o Chaînes latérales hydrophiles tournées vers l'extérieur: liaisons hydrogènes avec l'eau
o Chaînes latérales hydrophobes tournées vers l’intérieur (qui ne peuvent pas former de liaisons hydrogène avec l'eau).
Remarque : POUR LES PROTEINES TRANSMEMBRANAIRES C’EST L’INVERSE
- Interactions entre acides aminés
o Liaisons ioniques (interactions électrostatiques) : Implique un radical chargé positivement (-NH3+ ) et un radical chargé négativement (-COO- ) (Ex. Lys-Glu), liant soit 2 parties d'une même chaîne soit 2 chaînes différentes.
Dépendent de la force ionique du milieu et du pH. o
Liaisons hydrophobes (interactions apolaires) :
AA avec chaînes latérales hydrophobes, non polaires (Ala, Val, Leu, Ile, Phe…) ont tendance à se rapprocher (vers l'intérieur de la molécule) et permettent ainsi des interactions entre différentes parties d'une chaîne peptidique.
▪ Les interactions de Van der Waals sont favorisées
▪ Rôle essentiel dans le maintien de la structure
▪ Elles sont très faibles mais importantes en termes de quantités de liaisons !
o Liaisons hydrogènes :
Entre chaînes latérales des résidus d'AA en impliquant un H d’un groupement OH ou NH et un O d’un groupement COO
Les liaisons hydrogènes(entre les chaînes latérales)se forment en absence d'eau : dans environnement hydrophobe à l'intérieur de la structure.
Liaisons faibles Les protéines |
o Les Ponts disulfures :
La seule liaisons covalentes !! de la structure III Entre deux résidus cystéyles (réaction d'oxydation pour former une cystine) appartenant à la même chaîne peptidique ou à deux chaînes différentes.
Essentiellement dans des protéines extra-cellulaires car les agents réducteurs intracytosoliques empêchent l’oxydation.
Ex :
- Albumine 17 ponts disulfures
- Insuline 3 ponts disulfures
- Immunoglobulines…
- Dénaturation : perte de la structure tertiaire par rupture des liaisons faibles ou des ponts disulfures →Désorganisation de la forme 3D sans rupture des liaisons covalentes peptidiques. → Perte activité biologique.
o Agents dénaturants physiques :
▪ Température : rupture des liaisons H à partir de 42°C
▪ pH : Modification des charges des groupements ionisables des chaines latérales des AA → Modification des liaisons ioniques et H.
o Agents dénaturants chimiques :
▪ Agents chaotropiques : urée ou chlorure de guanidine : rupture liaisons H
▪ Agents réducteurs de thiol : ß mercaptoéthanol ou DTT : ruptures ponts disulfures.
II.D. STRUCTURE IV
- Cette structure ne concerne que les protéines constituées de plusieurs sous-unités.
- Structure 3D ayant le niveau de complexité le plus important.
- La plupart des protéines > 100 kDa
sont constituées de sous-unités, associées en structure tridimensionnelle spécifique par des liaisons diverses (liaisons covalentes: ponts disulfures ou liaisons faibles : hydrogènes, hydrophobes, ioniques…) pour former un oligomère.
Les liaisons impliquées sont les mêmes que celles de la structure III.
- Les sous-unités peuvent être identiques (Transthyrétine) ou différentes (Hémoglobine) : la plupart du temps une sous-unité n’a pas, seule, de pouvoir biologique, elle en aura une grâce à la structure IV.
Transthyrétine : 4 sous unités identiques
Hémoglobine : 4 chaînes polypeptidiques différentes (2 sous unités alpha et 2 sous unités béta)
- Cas particulier des hétéroprotéines : association de sous-unités protéiques (apoprotéine) et de sous-unités non protéiques (groupements prosthétiques)
Exemple de l’Hémoglobine (Hb) et importance fonctionnelle de la structure IV :
- Il s’agit d’une hétéroprotéine constituée de 4 chaînes protéiques(2α et 2ß) avec au sein de chacune d’elles une molécule d’hème.
- L’hème est une sous-unité de nature non protéique contenant un atome de fer pouvant transporter l’oxygène.
- Il y a des modifications de la structure 3D permettant le transport de l’Hb. (L’hème : molécule de protoporphirine associée à un atome de fer qui est le site de fixation de l’O2)
Les anomalies de conformation sont à l’origine d’altérations de fonctions.
Exemple de la drépanocytose :
- Substitution dans la chaîne β de l’hémoglobine d’un acide glutamique CAG (polaire) en valine CTG (apolaire) en position 6.
- Cela créé une zone hydrophobe et l’hémoglobine devient donc insoluble.
- Interactions entre différentes molécules d’HbS (++ dans sa forme désoxygénée)
- Polymérisation de l’HB
- Déformation et rigidité des GR
- Les hétérozygotes à la drépanocytose ont une résistance au paludisme.
III. MODIFICATIONS POST TRADUCTIONNELLES DES PROTEINES
- Modifications covalentes et réversibles des acides-aminés après traduction ribosomiale
- Une protéine peut en subir plusieurs, et toutes ses modifications sont à la base de la fonction biologique.
- Ces modifications induisent des changements dans la conformation 3D.
- Elles vont jouer plusieurs rôles : régulation de l’activité protéique, modification de sa localisation cellulaire, modification de sa demi-vie…
- Par ajout ou retrait de groupements divers :
- Acétylation (sur histones)
- Hydroxylation (sur Lys, Pro)
- Méthylation (sur Lys, Arg)
- Phosphorylation (sur Tyr, Ser ou Thr)
- Sulfatation (ex : gastrine ; sur Tyr)
- Carboxylation (ex : prothrombine ; sur glu)
- Amidation (ex : neuropeptides et hormones peptidiques; en C-terminal)
- Biotinylation (ex : rôle du coenzyme pyruvate carboxylase; fixation d’un groupement biotine (vit B8) sur lys)
- Par ajout de glucides, simples ou complexes (=Glycosylation) :
- Liaison O-glycosidique sur chaînes latérales hydroxylées (Thr, Ser, +hydroxylysine)
Se déroule au niveau de l’appareil de Golgi.
Rajout de moins de 6 résidus glucidiques.
- Liaison N-glycosidique sur les résidus Asparagyles (Asn).
Ce sont les plus fréquentes. Elles sont rajoutées plus précocement que les liaisons O-glycosidiques: commence dans le réticulum endoplasmique et se termine au niveau de l’appareil de Golgi.
La N-glycosylation est cotraductionnelle.
Les chaînes glucidiques sont plus longues que la O-glycosylation et peuvent former des arborescences.
Rajout de glucides avec beaucoup de ramifications.
➔ Rôle des glycosylations : protection contre dégradation (stabilité des cellules), guidage vers organites, reconnaissance cellule–cellule, augmentation de la polarité des protéines, présentes essentiellement dans les protéines transmembranaires au niveau extracellulaire.
- Par ajout d’un groupement lipidique :
Modification importante pour l’adressage de la protéine à la membrane.
- S-acylation : liaison à l’acide myristique (myristoylation) ou à l’acide palmitique (palmitoylation)
- Glypiation : liaison à une ancre de glycosylphosphatidylinositol (ou GPI).
- Isoprénylation ou farnésylation : liaison entre une Cys C-ter et un composé isoprène
- Par ajout de peptides :
- Ubiquitination : couplage à l’ubiquitine, sur une lysine
Une poly-ubiquitination sur une même lysine entraine sa dégradation protéique par le protéasome.
- Sumoylation : couplage du small ubiquitin-like modifier (SUMO) sur une lysine, même fonctionnement que l’ubiquitine mais ne permet pas la dégradation.
- Phosphorylation des protéines
- Transfert enzymatique du groupement phosphate terminal de l'ATP par une kinase vers le groupement OH d'une sérine, thréonine ou tyrosine
- Déphosphorylation par une phosphatase
→ Rôles des phosphorylations : Peut activer ou désactiver les protéines, des voies métaboliques, rôle dans les voies de signalisation intracellulaire.
IV. CLASSIFICATION DES PROTEINES SELON LEUR COMPOSITION :
HOLOPROTEINE ET HETEROPROTEINE
Holoprotéine : Leur hydrolyse libère juste des AA
Hétéroprotéine : Leur hydrolyse libère des AA + fraction non protéique
o Partie protéique d'une hétéroprotéine : apoprotéine
o Fraction non protéique : groupement prosthétique
V. CLASSIFICATION DES PROTEINES SELON LEUR STRUCTURE
V.A. PROTEINES GLOBULAIRES = SPHEROPROTEINES
- Chaînes repliées en des formes compactes, ovoïdes
- Elles sont dans le cytoplasme ou nucléaires
- Souvent mobiles : rôle dynamique, solubles et sensibles à la dénaturation
- « Protéines fonctionnelles » : ARN polymérase, hémoglobines, hormones, albumine…
V.B. PROTEINES FIBREUSES = SCLEROPROTEINES
- Structures allongées dictées essentiellement par la structure II.
Chaînes rangées parallèlement selon un même axe pour former des fibres.
- Le plus souvent insolubles et résistantes aux enzymes protéolytiques.
- Ce ne sont jamais des enzymes, hormones ou molécules régulatrices.
- « Protéines structurales » (maintien des tissus) : collagène (TC), kératine (épiderme, poils, ongles), élastine (vaisseaux sanguins, ligaments)