Histoires de relation dynamique fonction : Cytochrome … · 3-Résonance Magnétique nucléaire 3-...

Détoxication par oxydation (ex : le camphre dans pseudomonas Putida)

Histoires de relation dynamique fonction :Cytochrome P450cam

Détoxication par oxydation (ex : le camphre dans pseudomonas Putida)

Histoires de relation dynamique fonction : Cytochrome P450cam

Histoires de relation dynamique fonction : Bacterial Toxin -Hemolysin

II-Origine expérimentale des structures

1-La Protein Data Bank : PDB

2-Cristallographie des RX

La diffraction avec les mains (Origine expérimentale)

Précision, justesse, agitation thermiques (Qualité)

Qu'est qu'une structure ?

3-Résonance Magnétique Nucléaire

3-Résonance Magnétique nucléaire

1-équilibre

2-perturbation

3-retour à l'équilibre (relaxation)

Principe « ultra simpliste »


1-équilibre

Protéines plongées dans un champ magnétique intense

18.8 Tesla

2 M €

Principe « ultra simpliste »


1-équilibre


La matière (noyaux) devient aimantée (matière diamagnétique H, proton N15, C13 mais aussi H2, F19, P32)

Les aimants s'orientent dans le Champ Magnétique


1-équilibre


La matière devient aimanté (noyaux - matière diamagnétique H, proton N15, C13 mais aussi H2, F19, P32)

Les aimants s'orientent dans le Champ Magnétique

Les aimants s'influencent aussi mutuellement (interaction).


2- Perturbation

Perturbation de l'équilibre (envoi d'une onde radio par ex accordé aux H )

Gamme FM (400 – 800 Mhz)


2- Perturbation

Perturbation de l'équilibre (envoi d'une onde radio par ex accordé aux H )


Champs magnétique oscillant


2- Perturbation

Perturbation de l'équilibre (envoi d'un champ radio accordé aux H )


Résonance : les noyaux (aimants) sont perturbés : sortie de l'état d'équilibre

1


2- Perturbation



Résonance : les atomes (aimants) accordé sont perturbé : sortie de l'état d'équilibre

2


2- Perturbation




3


2- Perturbation




Production du « Champs Radiofréquence Production d'une onde induite


3- Retour à l'équilibre (relaxation)

Détection du champ radio fréquence émis par l'échantillon : « Ecouter le chants des protons »

Une véritable chorale :

Chaque Proton (H) émet une « note » (une fréquence) qui lui est propre

Fréquence

Inte

nsit é



Détection du champ radio fréquence émis par l'échantillon : « Ecouter le chants des Protons »



Dépend de sa nature chimique (CH, NH, OH...)De son environnement (les autres chanteurs aimants, interactions ... mouvements)






Dépend de sa nature chimique (CH, NH, OH...)De son environnement (les autres chanteurs aimants, interactions ... mouvements)

But : attribuer chaque note à chaque chanteur Mesurer comment les voisins s'influencent (couplages)...






Detection

Temps (s)

Inte

nsité

Ex CH3CHO : aldéhyde acétic

Field Induction Decay (FID) : Déclin du champ induit

(FID)






Detection

Temps (s)

Inte

nsit é


(FID) (Spectre)

Fréquence






Detection

Temps (s)

Inte

nsit é


(FID) TF

TF: Transformée de Fourier

(Spectre)

Fréquence

CH3CHO


NMR meets MUSICIANS

http://www.chemie.uni-erlangen.de/oc/research/NMR/music7.html

(Spectre)

Fréquence

CH3CHOHexa méthylBenzene C13

Acetone Deutéré H2


RMN structurale des protéines

Env 500 protons

1D : pas d'autre attribution possible ...

Région HN, H arom

Région Hpol, Hα

Région H aliphatique



Spectre 2D = expériences 1D multiples dans lesquelles on peut sélectionner les protons qui ont le « droit » de « chanter »

Faire taire un proton ....



Spectre 2D = expériences 1D multiples dans les quelles on peut sélectionner les protons qui ont le « droit » de « chanter »

Selection basé sur des proximités

Chimiques (liaisons covalentes)

Spaciales (jusqu'à 5 à 6 A de distance)



Basée sur des proximités

Chimiques (liaisons covalentes)Exp COSY ou TOCSY

Présence de pics « croisés » : proximité entre l'atome 1 avec les atomes 2 et 3

1

2

3






Présence de pics « croisés » : proximité entre l'atome 1 avec les atomes 2 et 3

1

2

3

Résidu Alanyl






1

2

3

Résidu Alanyl = Attribution





Spaciales (jusqu'à 5 à 6 A de distance)Même principe (pics croisés)Exp NOESYDonne des distances (contraintes) a respecter pour la modélisation de la structure

Qu'est ce qu'une structure RMN ?



Structure RMN

Le proton HE de Gln241 proton à moins de 1,8 A4 protons jusqu'à 3,5 A10 protons jusqu'à 5 A



Structure RMN



Structure RMN

Chimie



Structure RMN

Chimie

Pas de solution unique ...



Structure RMN

… superposition des 20 meilleurs solutions

1MOX : Myoglobine



Structure RMN


Zone bien définieZone peu définie



Structure RMN


Zone bien définieStruct. IIaire

Rigide =

Bps de données exp. = Bps de contraintes de distance

Zone peu définie



Structure RMN

Zone bien définieStruct. Iiaire

Rigide =

Bps de données exp. = Bps de contraintes de distance

Zone peu définieBoucle

Flexibilité

Peu de données exp.



Structure RMN

Qualité de la structures < RX (seulement 10 à 30 contraintes par résidus)

Donnée expérimentales très sensible à la dynamique.

Expériences spécifiquement dédiées à des mesures de dynamique par RMN ...

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