Plan du cours 1. Introduction 2. L’eau 3. Les acides aminés, les peptides et les protéines 4. La structure tridimensionnelle des protéines 5. Exploration.

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1 Plan du cours 1. Introduction 2. L’eau 3. Les acides aminés, les peptides et les protéines 4. La structure tridimensionnelle des protéines 5. Exploration des protéines 6. La fonction des protéines 7. Les enzymes 8. Les glucides 9. Les nucléotides et les acides nucléiques 10. Les technologies de l’ADN 11. Les lipides 12. Les membranes biologiques et le transport 13. La signalisation cellulaire 14. Cancer et apoptose

2 6. Fonction des protéines 6-1

3 6-2 6.1. Introduction 6.2. Liaison réversible de l’oxygène

4 6-3 6.1. Introduction Defence Voir chapitre 13 (signalisation) Voir chapitre 13 (signalisation) Voir chapitre 12 (membranes et transport) et 6.2. transport O 2 Voir chapitre 7 (enzymes) Voir chapitre 5 (exploration des protéines) (dia 5-20) Voir cours d’histologie et de physiologie Voir chapitre 4 (structure 3D) (kératine, élastine, collagène) (dias 4-14 à 4-19)

5 6-4 La fonction d’une protéine dépend de ses interactions avec des ligands Les ligands se lient de manière réversible au site de liaison de la protéine

6 6-5 Ex. liaison de l’AMP cyclique à une protéine

7 6-6 La liaison du ligand est spécifique

8 6-7 La liaison du ligand induit un changement de conformation

9 6-8 Enzymes (voir chapitre 7) Ligand = substrat (modifié en produit) Site de liaison = site actif ou site catalytique

10 6-9 6.1. Introduction 6.2. Liaison réversible de l’oxygène

11 6-10 6.2. Liaison réversible de l’oxygène Myoglobine et hémoglobine 6.2.1. L’O 2 se lie à un groupe prosthétique, l’hème Protoporphyrine IX + Fe ++ = hème 4 cycles pyrrole liés par des ponts méthène (+ 4 méthyles, 2 vinyles et 2 propionates) Fe ++ fait 6 liaisons de coordination Voir dias 3.47 et 3.48

12 6-11 4 liaisons de coordination avec les cycles pyrroles, 1 avec un résidu histidine de la myoglobine ou de l’hémoglobine, et 1 avec l’oxygène + O2 rouge vif - O2 rouge foncé

13 6-12 6.2.2. La myoglobine - Tissu musculaire - Stockage de l’O 2 - Globine de 153aa - 8 hélices α

14 6-13 Constantes d’association et de dissociation K a = constante d’associationK d = constante de dissociation +

15 6-14 La constante de dissociation de l’O 2 à la myoglobine est très faible Courbe de dissociation hyperbolique = Saturation

16 6-15 6.2.3. L’hémoglobine Globules rouges = érythrocytes (hémoglobine = 34% du poids) Sang Transport de l’O 2 Saturation Hb 96% 64%

17 6-16 Structure de l’hémoglobine 146 aa 141 aa

18 6-17 Constante de dissociation faibleConstante de dissociation élevée Courbe de dissociation sigmoïde  Courbe de dissociation de l’hémoglobine

19 6-18 Avantage d’une courbe sigmoïde

20 6-19 Mécanismes « Tense » « Relaxed » Faible affinité pour O 2 (tissus) Forte affinité pour O 2 (poumons)

21 6-20 L’hémoglobine est une protéine allostérique Définition: dans une protéine allostérique, l’interaction entre un ligand et un site de liaison modifie les propriétés de liaison des autres sites de la même protéine

22 6-21 H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 HCO 3 - + H + L’hémoglobine lie aussi le CO 2 et les ions H + Anhydrase carbonique 40% des H + sont liés à l’hémoglobine 20% du CO 2 est lié à l’hémoglobine reste sous forme dissoute (<) ou sous forme de HCO 3 -

23 6-22 Effet Bohr  Métabolisme CO 2 et H + liaison de CO 2 et H + à l’hémoglobine affinité de l’hémoglobine pour O 2 libération de l’O 2

24 6-23 Les ions H + se lient au résidu His 146 (rappel pK R His = 6,0) Le CO 2 se lie à l’extrémité N-terminale de chaque sous-unité de l’Hb et forme des groupements carbamate

25 6-24 La liaison de l’O 2 à l’Hb est régulée par le 2,3 diphosphoglycérate (2,3 DPG) 2,3 DPG = produit du métabolisme Se lie dans la cavité qui sépare les deux sous-unité β et stabilise la forme T de l’hémoglobine -

26 6-25 2,3 DPG augmente: -à haute altitude -lors d’hypoxie (déficience de l’appareil pulmonaire ou circulatoire)

27 6-26 L’hémoglobine fœtale a une plus grande affinité pour l’O 2 que l’hémoglobine maternelle Fœtus hémoglobine α 2 γ 2 Adulte (mère) hémoglobine α 2 β 2 α2γ2 affinité 2,3 DPG affinité O2 

28 6-27 Intoxication au CO Affinité de l’Hb pour CO 200X plus élevée que pour O 2 L’hémoglobine peut lier le CO -Gaz incolore, inodore, insipide! -Provient de la combustion incomplète des carburants fossiles (chauffe-eau!) -Maux de tête à 15% COHb, nausées à 20-30%, coma à 50% -Personnes à risque: fumeurs (3-15% COHb), fœtus (> affinité CO pour Hb fœtale)

29 6-28 Mécanismes 1.Moins d’O2 disponible 2.Affinité pour O2 lié augmentée 1 2