Les protéines 50% du poids sec de la plupart des cellules = protéines Remplissent de nombreuses fonctions Pas de réserves ! Protéines = polymère (chaîne) d'acides aminés Toutes les protéines contiennent C, H, O, N Beaucoup contiennent S et P formule générale d’un acide aminé

Il y a 20 sortes différentes d'acides aminés (Voir CRM) Les 20 acides aminés

Liaison peptidique : synthèse par condensation click

L’aspartame goûte 180 fois plus sucré que le saccharose Juste en passant, avant de continuer avec les protéines ... L’aspartame ( Nutrasuc® ) est un dipeptide (deux acides aminés liés l’un à l’autre) lié à un méthanol L’aspartame goûte 180 fois plus sucré que le saccharose

Ex. le lysozyme 129 acides aminés 1er acide aminé (Lysine) 129e acide aminé (Leucine) Structure primaire de la protéine = ordre dans lequel sont placés les acides aminés.

La protéine assemblée se replie pour former une structure tridimensionnelle précise:

Vue d’artiste du principe :

= lien le plus fort Principales forces responsables du repliement de la chaîne d’acides aminés

Hexokinase Insuline Lysosyme

Pas de conformation régulière click Certaines parties de la protéine peuvent adopter une forme régulière = structure secondaire: Feuillet bêta Hélice alpha Pas de conformation régulière Forme finale = structure tertiaire

Feuillets bêta Hélices alpha Acétylcholinestérase

L’hormone insuline est une protéine formée de deux chaînes d’acides aminés reliées l’une à l’autre par des ponts disulfures. visitez l’insuline en détail..

Hémoglobine : 2 chaînes alpha et 2 chaînes bêta Beaucoup de protéines sont formées de plusieurs chaînes d'acides aminés qui s'imbriquent les unes dans les autres = structure quaternaire 2 chaînes  Ex. Hémoglobine : 2 chaînes alpha et 2 chaînes bêta 2 chaînes  visitez l’hémoglobine

Frottis sanguin d'un sujet atteint de drépanocytose repérer les hématies en forme de faucille

De la structure primaire à la structure quaternaire

Principales fonctions des protéines 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport de molécules 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueurs cellulaires 8. Récepteurs d’hormones 9. Métabolisme (les enzymes)

1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme Les protéines peuvent former des fibres ou des tubes qui peuvent s'assembler pour former des structures solides.

Fibres du cytosquelette : microfilaments et microtubules

Collagène : formé de trois chaînes d'acides aminés (hélices alpha) imbriquées click

Collagène = protéine la plus abondante de l'organisme. Collagène forme la peau (derme), les tendons, les ligaments, l'armature des os, etc.

Kératine : forme les ongles,les cheveux, poils, la couche cornée de la peau, les plumes, les écailles, les sabots, etc.

La portion supérieure de l’épiderme de la peau est formée de cellules mortes remplies de kératine (ces cellules ressemblent à de petites écailles de kératine)

Utilisation ingénieuse des fibres de protéines La toile d’araignée est formée de protéines (la fibroïne) repliées pour former des feuillets bêta. Ces feuillets sont séparés par des zones sans structure secondaire qui confèrent de l’élasticité à la fibre.

La plupart des hormones sont des protéines 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme Insuline La plupart des hormones sont des protéines Ex. L'insuline : 2 chaînes pour un total de 51 ac. Aminés La vasopressine : 1 chaîne courte de 9 ac. aminés N.B. Certaines hormones sont des stéroïdes (les stéroïdes sont des lipides)

Mouvements dus à 2 protéines : l'actine et la myosine. 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme Mouvements dus à 2 protéines : l'actine et la myosine. Les cellules formant les muscles sont remplies de ces protéines. L'hémoglobine : transporte l'oxygène La myoglobine : transporte l'oxygène dans les muscles L'albumine sérique : transporte le gras dans le sang

Les anticorps (ou immunoglobulines) sont faits de protéines 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme Les anticorps (ou immunoglobulines) sont faits de protéines Beaucoup de substances chimiques traversent la membrane des cellules en passant par des canaux formés par des protéines. Anticorps IGE

Certaines protéines forment un canal pouvant s'ouvrir ou se fermer. Canal responsable de l'expulsion du chlore hors des cellules.

7. Marqueur cellulaire 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme Le système immunitaire peut faire la différence entre ses propres cellules et des cellules étrangères par certaines protéines très variables qui sont à la surface des cellules.

Hormone = substance sécrétée par une glande qui agit sur certaines cellules du corps. L’hormone est sécrétée dans le sang qui la transporte dans tout le corps. L’hormone ne peut agir que sur les cellules qui ont des récepteurs auxquels elle peut se lier. Ces récepteurs sont généralement des protéines de la membrane (parfois dans le noyau). 1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme récepteur protéique

1. Structure 2. Hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Canaux membranaires 7. Marqueur cellulaire 8. Récepteur d’hormones 9. Métabolisme La plupart des réactions chimiques qui se déroulent dans la cellule sont catalysées par des protéines spéciales: les enzymes. Enzyme = catalyseur Catalyseur = substance qui active une réaction chimique qui, sans le catalyseur, serait très lente ou impossible.

L'enzyme abaisse le niveau d'activation de la réaction Réaction sans enzyme Énergie d'activation de la réaction sans enzyme Énergie d'activation de la réaction avec enzyme Réaction avec enzyme Énergie dégagée par la réaction

Ex. synthèse ou digestion du saccharose ENZYME Sans l’enzyme, la réaction serait très lente, voire impossible à la température ambiante.

Vue artistique du mode d’action des enzymes Ex: L’hydrolyse du sucrose en glucose et fructose

L'enzyme peut resservir à faire à nouveau la réaction Mode d'action d'une enzyme L'enzyme peut resservir à faire à nouveau la réaction Les enzymes peuvent catalyser de une à mille réactions à la seconde.

LE MÉTABOLISME Le produit d’une première réaction chimique est souvent le substrat d’une autre réaction chimique. Les réactions chimiques qui se déroulent successivement forment une voie métabolique. Voie métabolique principale A B C D E H Voie métabolique secondaire Chaque étape est catalysée par une enzyme

Exemple d’une voie métabolique : la glycolyse, première étape de la respiration cellulaire. Au cours de la glycolyse, une molécule de glucose est transformée en deux molécules de pyruvate. Chacune des 9 étapes est catalysée par une enzyme spécifique.

Les enzymes d’une chaîne métabolique peuvent être intégrées dans la membrane de la cellule ou d’un organite de la cellule. Le produit d'une enzyme est immédiatement disponible à l'enzyme suivante qui doit le transformer.

Ex. les premières étapes de la respiration cellulaire : Chaque étape est catalysée par une enzyme spécifique. Réactions de la glycolyse Quelques centaines des milliers de réactions qui se déroulent dans la cellule

Ex: Les statines comme l'atorvastatine (Lipitor® ) ou la lovastatine (Mevacor®) sont des médicaments utilisés pour abaisser le taux de cholestérol sanguin chez les patients qui ont un taux élevé de cholestérol. Ce sont des inhibiteurs compétitifs de la HMG-CoA réductase, une enzyme qui joue un rôle capital dans la synthèse du cholestérol dans le foie.

Protéines et alimentation Protéine des aliments Digestion Notre alimentation doit contenir des protéines Acides aminés Circulation Les cellules synthétisent leurs protéines à partir des acides aminés provenant de la digestion Nouvelle protéine