Comment une protéine se reploie t’elle?

Folding Probability An n-residue protein’s 2 n torsion angles (  &  ) have 3 stable conformations: –3 2n (~ 10 n ) possible backbone conformations Bond orientation in polypeptides requires: – 0.1 f-sec ( s) The time to explore the possible backbone conformations: –Folding Time = 10 n x seconds For a 100-aa polypeptide: –Folding Time = s

All the time in the world... A folding time of seconds is physically impossible for any protein The apparent age of the known universe is only ~10 17 seconds (20 billion years) Conclusion: proteins must fold along directed pathways rather than random conformational searching

 Au cours de l’évolution, mise au point de structures stables permettant à la protéine de se replier >>>>>>>>> structures secondaires >>>>> rapidité  Suite à l’effet hydrophobe, l’eau va forcer les R hydrophobes à interagir entre eux. Probléme le lien peptidique est polaire >> les liens vont interagir entre eux par liaison hydrogènes

Stabilisation : Liens hydrogènes Interactions VDW Chaines latérales pointées vers l’extérieur

Polarisation de l’hélice alpha

Pourquoi un nombre fractionnaire de résidus par tour???

Structure plus étalée que l’hélice

Chaînes latérales vers extérieur par alternance Pleated Appearance of beta- Sheet

Protéines fibreuses : structures étendues car que des structures secondaires étendues

Lien disulfure 50 Kcal/mol Rigidité (cheveux<<<<ongles) Croissance 9 tours d’helices alpha/ sec

Collagène (os, muscles, Tendons, vaisseaux sanguins..) Tropocollagène Hélice droite 300 A, 1000aas Hélice gauche 3.3 r/t S-S inter et intra

Gly tous les 3 acides aminés Séquences consensus : (Gly-X-Y) n avec X = Pro (+/- 25%) Y= Hydroxyproline (+/- 25%) Liaisons hydrogènes interchaines Groupements hydroxyles : liens hydrogènes avce H20 Hydroxylation : proline hydroxylase (cofacteur acide ascorbique)

Motifs

hydrophobe hydrophile Couche d’hydratation

Motifs structures hypersecondaires

Beta loop beta

Structure Tertiaire Domaine = Combinaison de motifs = unité de structure tertiaire  Domaine alpha : combinaison α loop α (angle 18 à 20°)  Domaine beta : combinaison β loop β ( β anti//)  Domaine alpha Beta : combinaison β α β

 Domaine ossature de la protéine  Boucles activités Biologiques

Structure Quaternaire Sous-Unités Hétérotypiques Homotypiques Interfaces hydrophobes

Stabilité d’une structure 3D Interactions hydrophobes Interactions VDW Liens H (liens peptidiques, lien peptidique-R polaire, R polaires, R polaires et solvant) Interactions ioniques (ponts salins) Ponts disulfures (proteines extracellulaires)

Myoglobine <> hémoglobine α2β2 α 141 aas Β 146 aas α 153 aas 18 % d’identité

8 (α loop α) (A>H) Domaine globine

Structure Tétrapyrrolique

Protoporphyrine IX Fe: 6 orbitales D His O2---His Fixation de O2 = oxygenation

O 2 Gaz hydrophobe>> peu soluble Mb et Hb servent de transporteurs