Structure des protéines
La structure des protéines décrit comment les molécules de protéines sont organisées. C'est cette structure qui fait fonctionner les protéines.
Les protéines sont d'importantes macromolécules biologiques présentes dans tous les organismes. Ce sont des polymères formés à partir de 20 acides aminés possibles par traduction de l'ARN. La taille des structures protéiques varie de quelques dizaines à plusieurs milliers d'acides aminés.
Après la traduction, les protéines se plient en des formes spécifiques. Cela ne se fait pas par des liaisons chimiques mais par des forces plus faibles comme les liaisons hydrogène. Pour comprendre le fonctionnement des protéines, il est souvent nécessaire de découvrir leur structure tridimensionnelle. Pour ce faire, la biophysique utilise des techniques telles que la cristallographie aux rayons X, la spectroscopie RMN et l'interférométrie à double polarisation.
Une protéine peut passer d'une forme à une autre au fur et à mesure qu'elle fait son travail. Les états alternatifs de la même protéine sont appelés conformations. Une enzyme, par exemple, aura au moins deux conformations : une avec sa co-enzyme et une sans. La forme avec sa coenzyme aura deux conformations : l'une avec son substrat et l'autre sans.
Structure des protéines , de la structure primaire à la structure quaternaire.
Niveaux de structure des protéines
Il existe quatre niveaux distincts de structure des protéines.
Structure primaire
Les protéines sont des molécules qui consistent en une ou plusieurs chaînes d'acides aminés. Chaque protéine différente possède un ensemble distinct d'acides aminés dans un ordre particulier. La structure primaire fait référence à la séquence des acides aminés d'une seule chaîne polypeptidique, du début (N-terminal) à la fin (C-terminal). Les acides aminés sont maintenus ensemble par un type spécifique de liaison covalente, connue sous le nom de liaison peptidique, qui se fait au cours du processus de biosynthèse ou de traduction des protéines.
Structure secondaire
La structure secondaire fait référence aux parties de la chaîne protéique qui forment des structures régulières. Il existe deux principaux types de structure secondaire : l'hélice alpha et le brin bêta (feuille bêta). Les hélices alpha sont des bobines qui tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et les brins bêta forment une feuille bêta où les chaînes se trouvent les unes à côté des autres. Les deux types de structure secondaire ont été proposés en 1951 par Linus Pauling et ses collaborateurs. Contrairement à la chaîne polypeptidique, qui est liée par des liaisons peptidiques covalentes, la structure secondaire est formée par des liaisons hydrogène.
Structure tertiaire
Il s'agit de la forme (organisation spatiale) d'une molécule de protéine entière. Le repliement des protéines est en grande partie auto-organisé. Il est principalement effectué par la structure primaire de la protéine - sa séquence d'acides aminés. C'est ce qu'on appelle le dogme d'Anfinsen. Cependant, l'environnement dans lequel une protéine est synthétisée et se plie affecte également sa forme finale.
Structure quaternaire
Si les protéines sont constituées de sous-unités, cela donne un autre niveau de structure. C'est la structure quaternaire qui permet aux sous-unités de s'assembler. L'hémoglobine, par exemple, possède deux chaînes alpha et deux chaînes bêta. Les chaînes alpha et bêta sont toutes deux codées par un groupe de six ou sept gènes, qui fournissent le code des différentes versions de la molécule.
Une hélice alpha avec des liaisons hydrogène (points jaunes)
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la structure des protéines ?
R : La structure des protéines désigne la manière dont les molécules de protéines sont organisées et la forme qu'elles prennent, ce qui influence leur fonction.
Q : Pourquoi les protéines sont-elles importantes en biologie ?
R : Les protéines sont des macromolécules biologiques vitales présentes dans tous les organismes vivants. Elles remplissent un large éventail de fonctions biologiques, telles que la construction et la réparation des tissus, le transport de molécules et la régulation des processus cellulaires.
Q : Comment les protéines sont-elles formées ?
R : Les protéines sont constituées de 20 polymères d'acides aminés différents, qui sont créés par la traduction de l'ARN.
Q : Qu'est-ce qui détermine la forme d'une protéine ?
R : Les protéines se plient dans des formes spécifiques grâce à des forces plus faibles, telles que les liaisons hydrogène, plutôt qu'à des liaisons chimiques.
Q : Comment la biophysique peut-elle être utilisée pour étudier la structure des protéines ?
R : La biophysique utilise diverses techniques telles que la cristallographie aux rayons X, la spectroscopie RMN et l'interférométrie à double polarisation pour comprendre la structure tridimensionnelle des protéines.
Q : Comment les protéines passent-elles d'une forme à une autre ?
R : Les protéines peuvent passer d'une forme à l'autre ou d'une conformation à l'autre lorsqu'elles remplissent leurs fonctions dans l'organisme.
Q : Qu'entend-on par "conformations" dans le cas des protéines ?
R : Les conformations désignent les différentes formes ou états alternatifs que peut prendre une même protéine. Par exemple, une enzyme peut avoir deux conformations : l'une avec son coenzyme et l'autre sans.
