Un univers de particules biologiques: les protéines Claire Lesieur LAPTH

Matière –Particules Elémentaires –Interactions et Propriétés De quoi est fait la Matière? Principe du “Building bloc” Elements + Combinaison

Pourquoi ? Connaitre les building blocs et les interactions entre ces building blocs: –Comprendre comment la matière est faite –Utiliser ces connaissances pour reconstruire (prédire) la matière, voire même créer de la nouvelle matière Le monde du vivant/ La physique des Particules

Physique des Particules: l’infiniment petit ?

Le monde du Vivant Acides nucléiques Lipides Protéines

Protéines et structures Composition chimique = Fonctions

Histoire des – particules – Physique des Particules Atoms: 19 ème siecle Electron (1897) Nucleus 1909 Protons Neutrons: 1932 “gluons” type : Quark:

Physique des Particules Elements (18 ème siecle) Atoms: 19 ème siecle Electron (1897) Nucleus 1909 Protons Neutrons: 1932 “gluons” type : : Quark: Structure des protéines CHON Acides aminés Liaison péptidique

Histoire des – Interactions – Physique des Particules Electromagnetisme (QED) Interaction Nucleaire Forte (QCD) Interaction Nucleaire Faible (radioactivité Force Gravitationelle

Histoire des – Interactions – Structure des protéines Interactions proches

Protéines: Interactions proches Interactions proches

Histoire des – Interactions – Structure des protéines Interactions proches 1970-Present Interactions lointaines

Protéines: Interactions lointaines Modele : Energy landscape

Solvation forces Van der Walls- Electrostatic-hydrogen bonding Histoire des – Interactions – Structure des protéines Interactions proches 1970-Present Interactions lointaines

Résultats et Aboutissement Physique des Particules –particules pas toutes identifiées –Interactions: connues- predites Structure des protéines –“particules” toutes identifiées –Interactions connues Prediction s Modélisati on Prediction impossible

Faire une protéine Approche chimique : Trop compliqué

~23 acides aminés: ~ 2000 atoms Faire une protéine: une recette chimique En moyenne les proteines contiennent 300 à 500 acides aminés: ~ atoms

Faire une protéine: pfff c’est trop compliqué… Non non non, faut pas jouer avec ça ça va être une catastrophe

Faire une protéine Approche chimique : Trop compliqué Approche Physique –Concept-modelization –Building bloc –Symétrie

L’ acide aminé: Le Mauvais “building bloc” Plusieurs séquences: une structure ~ protéines: ~ structures CODE: propriétés physico-chimiques des acides aminés

Faire une Protéine: un jeu de construction Once upon a time, Bob the Builder was born…

Faire une Protéine: un jeu de construction MBGDFTTRWEAA AGGKLPQWVVMN QQSECYGDAAAL LLII…

“Good” Building bloc? (FONCTION) Plan de construction: Geométrie- symétrie

Colicin Ia Translocateur Recepteur Canal

Phage

Clathrin C60

Proteasomes

Chaperones

Building bloc 1 Building bloc 2 Building bloc 3

Geométrie- Plan de construction- symétrie

Relation géometrie- séquence I, i+3, i+4, i+7…: helices amphipathique i i + 3 i + 4 i + 7 i + 8

Symetrie

Merci