Les protides

Protides constitués d’azote (principal constituant de la matière vivante.)

I-Les acides aminés

1-définition et structure

Comporte -une f° acide carboxylique (COOH)

-une f° amine IR (NH2)

Le critère de classification est la nature du radical et son degré de polarité

-aa polaire (chaine hydrocarbonée ou cyclique)

-aa polaire non chargé (R=f° OH ou SH)

-aa a R polaire chargé (R=f° COOH, NH2)

2-Organisation et fonction

2 sources possibles -alimentaire (exogène)

-synthèse ds l’org (endogène)

On distingue : -aa indispensables, organisme incapable de les synthétiser

-aa non essentiels, org possède enzymes pour leur synthèse

F° : -élément constitutif des prot

-fabrication d’énergie en cas de jeûne

-source d’amine biogène (adrénaline, noradrénaline)

Propriétés physiques des aa- Polarité, influencée par 3 critères : -pH

-concentration ionique -nature du radical

- Pouvoir rotatoire : capacité à dévier le plan de la lumière polarisée, obligat° de présence de carbone asymétrique (forme L et D des aa = énantiomère)

- Absorption dans l’ultraviolet : aa aromatique (280nm)

Propriétés chimiques - Ionisat° : tjs 2 f° ionisables (NH2 et COOH), ce sont des ampholytes.- pKa : cste qui caractérise tous les aa

pH=pKa + log ([A-]/[AH])

Acide fort = pKa faible

- applicat° pratique : 2 techniques de séparat° : -électrophorèse d’aa (plus un aa est chargé, plus il migre loin et plus il est loin de son pHi), séparation de molécules chargées par un champ électrique, en fonction de la taille, charge, pH du tampon.

-chromatographie échangeuse d’ions

Décarboxilation

Perte de la fonction COOH

Exemples : -cadavérine (lysine)

-putricine (ornithine)

Désamination

Perte de la fonction NH2

NH3 toxique déplacé par un transporteur (α KG) réaction de transamination

Transamination

catalisée par enzyme (transaminase)

exemples : ALAT et AZAT

les enzymes augmentent dans le sang si pathologie cardiaque ou hépatique

Décar+désa simultanée

aa—(oxydant)aldéhyde

Amidification

Interaction entre f° COOH et NH2

Propriétés des chaînes latérales

Substitution du noyau aromatique, réaction colorée spécifique

Méthode d’étude des aa

-Séparation par chromatographie échangeuse d’ions, ou chroma en phases inverses

-Dosage par formol-titration, spectro d’absorption, d’émission à 280nm.

II-Les peptides

Déf°, propriétés, struct et nomenclatureα : Déf° et propriétés

Enchaînement d’aa (2à100) reliés par des liaisons peptidiques

Propriétés : - 4atomes C, O, N, H coplanaires

- électrons de cette liaison partiellement délocalisés double liaison partielle. - struct rigide - double liaisons partielle en transe (pour le moins d’encombrement stérique (=dans l’espace))

β : Nomenclature

Pour écrire un peptide, on écrit d’abord l’aa N-terminal, puis tous les peptides sauf celui du C-terminal en les terminant par « YL »Glycyl-aspartyl-glutamique

Þ : Propriétés

- Physiques : ¤ pouvoir rotatoire comme les aa, grâce à leur carbone asymétrique ¤ absorpt° dans l’UV ¤ ampholyte grâce à NH2 et COOH

- Chimiques : ¤ ionisat°

Ex de peptides- Insuline est autres peptides hormonaux

De nature peptidique, synthèse dans les cell β des îlots de Langerhans (f° endocrine = synthèse d’hormone envoyée dans le sang)libéré par stimulus (hyperglycémie) par exocytose, synthèse faite sous forme inactive (pro-insuline), devient active qd retrait du peptide C

- Glucagon, synthèse dans les cell α des îlots de Langerhans (endocrine) libéré quand hypoglycémie.

- Glutathion (tripeptide) = gamma Glutamyl-cystyl-glycineAntioxydant

Peptide, ATB et toxine- ATB : cyclopeptide (peptide à forme cyclique)ex : Bacitracine- Toxine : ex : ¤ phalloïdine (amanite phalloïde)

¤ acide polyglutamique (Bacillus)

Zymogène et peptide inhibiteurZymogène : enzym sous forme inactive (enzyme + peptide inhibiteur)activat° par départ du peptide grâce à protéase.

III-Les protéines

- + de 100 aa- Enchaînement des aa détermine sa structure 3D (rôle et f°)- Stabilisées par liaisons faibles et fortes- Existence de 3 voire 4 degrés d’organisation : struct IR, IIR, IIIR et IVR

Struct IR : enchaînement linéaire d’aa reliés par liaison peptidiquePossibilité d’étude à l’aide d’exopeptidase (coupe au N-Terminal ou C-terminal) ou d’endopeptidase (coupe dans la prot).

Struct IIR : premier degré de repliement de la chaîne peptidique, stabilisée par des liaisons H entre C=O et H-N.Deux types de structures IIR

- Hélice alpha : chaîne protéique enroulée sur elle-même, stab par liaison H intracaténaire. Pas de l’hélice (nb d’aa/tour) = 3,6.Hélice droite et part à droite dans le sens peptidique. Radicaux à l’extérieur.

- Feuillet β : accordéon stab par liaison intra et intercaténaire, rigidité due aux 6 atomes coplanaires. Peut être // ou anti//

-

Les radicaux sont à l’extérieur du feuillet.

- Superstructure secondaire :

Association de plusieurs struct

IIR .

Structure IIIR : 2nd degré de repliement de la prot, lui apport sa struct 3D + rôle. Stab par liaisons fortes (ponts S-S et liaison peptidiques et liaison faibles).- Pont S-S : formé entre deux cystéines.- Faible : hydrogène, hydrophobe, ionique, Van der Waals, coordinance métallique

Conséquence de la struct IIIR : 2 principales catégories : prot globulaires (sphériques) possédant un core et des domaines structuraux (=un type de struct à un mm endroit)Et ont ttes des sites actifs. Prot fibrillaire (fibre)

Struct IVR : association de plusieurs sous-u protéiques en struct IIIR. Stab par liaison faibles ou S-S. Il y a des holopolymères (4mm ss-u) ou des hétéropolymères (4ss-u différentes)

Dénaturation des prot : Perte de toutes les struct sauf IR (conservat° des liaisons peptidiques). Elle peut être réversible ou irréversible.

Modification des propriétés protéiques :

- Solubilité : perte de la solubilité (format° d’agrégats) qui précipitent.- Perte propriété bio : perte struct IIIR ou IVR ne peut reconnaître le substrat.- Varation des paramètres moléculaires : changement de conformation et

séparation des ss-u. Les agents dénaturats :

- Agents physiques : -T° perte des liaison H -pH changement de charges -UV et ultrasonsstérilisat° des aliments -modification de la P° osmotiquedilut° ou augmentat° [cell]

- Agents chimiques : -Faiblement dénaturant : Urée (NH2)2-C=O les prot récupèrent leur conformat° initiale -Fortement dénaturant solubilisant : dénaturat° de la prot mais reste soluble -Fortement dénaturant précipitant : dénaturat° et précipitat° ex : TCA les prot ne récupèrent pas leur conformation

Propriétés des prot : - Force ionique : force ionique faible solubilité faible

trop de liaisons précipitation- pH : pH < pHi prot chargée +

pH > pHi prot chargée – pH = pHi charge = 0 (solubilité minimum)

- solvant organique : précipitation (sauf 0<T°<4°C)- température : augmentation solubilité avec augmentation de la T°, jusqu’à

température critique (dénaturation & précipitation) Propriétés électriques : Prot change de charge en f° du pH de la solution tampon Viscosité : + une solut° est concentrée, + elle est visqueuse. Propriétés optiques : Pouvoir rotatoire (déviation du plan de la lumière polarisée par

carbone asymétrique) Absorption dans l’UV (aa aromatique + liaison peptidique) Diffusion et réfract° de la lumière

Masse moléculaire : électrophorèse au SDS (Sodium Dodécyl Sulfate) charge tous les aa négativement

Chromatographie d’exclusion : passage dans des billes de gel. petites = lentes ||| grosses = rapides

Propriétés osmotiques : (pouvoir d’attirer l’eau = pouvoir oncotique) Propriétés chimiques : dues à la liaison peptidique hydrolyse de la liaison

- Enzymatique : par peptidase (endo et exo)- Chimique : par hydrapeptidase (idem mais molécule chimique)

Propriétés bio :

Type de prot Enzyme Ac/Ag Récepteur membActivité Catalyseur RI Régul acti cellLigand Substrat Ag/Ac HormoneNature et devenir du complexe prot-ligand

Transformat° du substrat en produit

Destruct° par les cell de l’immunité

Recyclage ou destruction

Dosage des protéines : Méthode colorimétrique (Biuret) Méthode immunologique (fusée) Méthode de néphélimétrie (méthode sandwitch)

Principales protéines, répartition et rôles :- Holoprotéine fibrillaire : que aa et struct IIIR = filament- Holoprotéine globulaire : que des aa et struct IIIR = sphère- Hétéroprotéine (faite d’une partie protéique et prosthétique) :

¤ lipide + prot = lipoprot ¤ glucide + prot = glycoprot ¤ chromophore + prot = chromoprot ¤ acide nucléique + prot = nucléoprot