Chapitre 1 : De l`œil au cerveau

Partie C : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
TP 4 : A la découverte des protéines
Les protéines sont les molécules les plus complexes et les plus variées des êtres vivants. Un être humain
fabriquerait au total environ 100 000 sortes différentes de protéines. Chaque cellule en fabrique en
moyenne 15 000 de différentes. Près de 50% du poids sec d'un être vivant est fait de protéines.
L’objectif est de comprendre la structure des protéines, molécules indispensables à la vie.
Matériel à votre
disposition
Consignes de l’activité
- Logiciel RASTOP et
sa fiche technique
- Modèle moléculaire
- Tableau de
signification des
abréviations des
acides aminés selon la
dénomination
internationale
Partie 1 : les constituants d’une protéine
Une protéine est constituée d’acides aminés (ou peptides), qui ont tous la même organisation.
- Afficher la molécule d’acide aminé valine :
fichier/ouvrir/rastop/aamines/valine.pdb
- Afficher la molécule en boules et bâtonnets, identifier les atomes qui composent cette
molécule.
- Utiliser le modèle moléculaire pour représenter la molécule de valine.
- Ecrire la formule brute et la formule développé de cette molécule d’acide aminé.
=> Appeler le professeur pour vérifier
- Afficher la molécule d’acide aminé histidine :
fichier/ouvrir/rastop/aamines/histidine.pdb
- Afficher la molécule en boules et bâtonnets puis fenêtre/mosaïque verticale pour comparer
ces deux molécules.
- Repérer sur les deux molécules les parties communes qui définissent un acide aminé et
entourer les sur la formule développée de la valine.
=> Appeler le professeur pour vérifier
Partie 2 : la liaison entre deux acides aminés : la liaison peptidique
Un polypeptide est un enchaînement de plusieurs acides aminés formant entre eux une liaison
peptidique.
On travaille sur le dipeptide formé par l’acide aminé valine et l’acide aminé histidine.
- Afficher la molécule du dipeptide « aa1-2h » puis représentation en boules et bâtonnets
- Identifier la liaison entre ces deux acides aminés.
- Utiliser le modèle moléculaire pour représenter cette liaison.
=> Appeler le professeur pour vérifier
Partie 3 : la structure d’une protéine : l’hémoglobine
- Afficher différentes protéines : d´hémoglobine, la saccharase, le collagène, insuline et anticorps.
fichier/ouvrir/rastop/drépanocytose/hbnred.pdb
fichier/ouvrir/rastop/enzymes/saccharase.pdb
fichier/ouvrir/rastop/collagen/collagen.pdb
fichier/ouvrir/rastop/hormones/insuline_boeuf.pdb
fichier/ouvrir/rastop/immuno/anticorps.pdb
- Pour chaque molécule : Atomes/colorer par/chaînes puis Ruban/afficher seul, et fenêtre/mosaïque
vertical. => Appeler le professeur pour vérifier
- Réaliser un tableau de comparaison de ces molécules dans lequel vous indiquerez le nombre de
chaînes qu’elles possèdent, le nombre d’acides aminés (ils sont notés par une lettre) dans
Molécules/séquence, et leur structure.
Remarque : En général, on parle de protéine lorsque la chaîne contient plus de 50 acides aminés, pour
des tailles plus petites, on parle de peptide et de polypeptide.

Tableau de dénomination internationale des acides aminés
Les différentes structures des protéines
La séquence linéaire en
acides aminés d'une protéine
constitue la structure
primaire de la protéine.
Il existe des interactions entre les acides aminés : ils peuvent se
repousser ou bien s´attirer pour former des liaisons chimiques.
La chaîne d'acides aminés aura donc tendance à se replier sur
elle-même pour adopter une structure tridimensionnelle
précise qui va donc dépendre de la séquence des acides aminés
formant la chaîne.
Certaines parties de la chaîne d'acides aminés adoptent une
structure régulière appelée structure secondaire : l'hélice alpha
ou le feuillet bêta.
La forme finale de la chaîne d'acides aminés qui met en relation
les différentes structures secondaires en hélice ou feuillet
constitue la structure tertiaire de la protéine : c'est à dire la
structure tridimensionnelle finale qu'adopte la chaîne d'acides
aminés.
Certaines protéines sont
formées de l'assemblage de
plusieurs chaînes d'acides
aminés pour former une
structure quaternaire
exemple : l´hémoglobine

Un document pour comprendre : Les protéines
Une protéine, c'est un polymère d'acides aminés
c'est à dire une grande molécule formée de l'union
en chaîne de plus petites, les acides aminés. La
plupart des protéines sont formées de l'union de 100
à 200 acides aminés. Si la protéine est un train,
l'acide aminé en est le wagon.
Toutes les protéines sont construites à partir de 20
acides aminés différents.
La liaison peptidique : CO - NH
Les acides aminés peuvent se lier les uns aux autres par une liaison peptidique. La liaison peptidique se fait entre le
groupement acide (COOH) d'un acide aminé et le groupement amine (NH2) de l'autre. Au cours de la réaction, une molécule
d'eau est éliminée. L'union de plusieurs acides aminés forme un polypeptide. Les protéines sont donc des polypeptides. La
plupart des protéines comportent entre 100 et 200 acides aminés. On connaît cependant de petits peptides de moins de 10 acides
aminés et des protéines géantes en comportant plus de 600.
Interactions entre acides aminés chargés électriquement et structure tridimensionnelle d´une protéine
Quatre grands types d’interactions interviennent
dans les repliements de la chaîne :
Animation structures I, II, III et IV des protéines
http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/proteins/protein%20structure.swf