Un univers de particules biologiques: les protéines Claire Lesieur LAPTH.

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1 Un univers de particules biologiques: les protéines Claire Lesieur LAPTH

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

3 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

4 Physique des Particules: l’infiniment petit ?

5 Le monde du Vivant Acides nucléiques Lipides Protéines

6 Protéines et structures Composition chimique = Fonctions

7 Histoire des – particules – Physique des Particules Atoms: 19 ème siecle Electron (1897) Nucleus 1909 Protons Neutrons: 1932 “gluons” type : 1940-1950 Quark: 1960-1980

8 Physique des Particules Elements (18 ème siecle) Atoms: 19 ème siecle Electron (1897) Nucleus 1909 Protons Neutrons: 1932 “gluons” type : 1940-1950: Quark: 1960-1980 Structure des protéines 1930-1970 CHON Acides aminés Liaison péptidique

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

10 Histoire des – Interactions – Structure des protéines 1930-1970 Interactions proches

11 Protéines: Interactions proches Interactions proches

12 Histoire des – Interactions – Structure des protéines 1930-1970 Interactions proches 1970-Present Interactions lointaines

13 Protéines: Interactions lointaines Modele : Energy landscape

14 Solvation forces Van der Walls- Electrostatic-hydrogen bonding Histoire des – Interactions – Structure des protéines 1930-1970 Interactions proches 1970-Present Interactions lointaines

15 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

16 Faire une protéine Approche chimique : Trop compliqué

17 ~23 acides aminés: ~ 2000 atoms Faire une protéine: une recette chimique En moyenne les proteines contiennent 300 à 500 acides aminés: ~ 28-35 000 atoms

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

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

20 L’ acide aminé: Le Mauvais “building bloc” Plusieurs séquences: une structure ~170 000 protéines: ~ 10 000 structures CODE: propriétés physico-chimiques des acides aminés

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

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

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

24 Colicin Ia Translocateur Recepteur Canal

25

26 Phage

27

28 Clathrin C60

29

30 Proteasomes

31 Chaperones

32 Building bloc 1 Building bloc 2 Building bloc 3

33 Geométrie- Plan de construction- symétrie

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

35 Symetrie

36 Merci