Chapitre 6 Les protéines
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UE1: Cycle 4 : Biomolécules (1) : Acides aminés et protéines Chapitre 6 Les protéines: Propriétés physico-chimiques et classification Professeur Michel SEVE Année universitaire 2009/2010 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification Plan du cours Les protéines: propriétés et classification Plan du cours 1. Définitions 2. Charge et solubilité 3. Dénaturation thermique 4. Coloration, Réactions du Biuret 5. Hydrolyse chimique, enzymatique 6. Classification des protéines 2/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 1. Définitions 3/23 1. Les protéines: une classe de molécules hétérogènes Les protéines ont des tailles et des formes très variables Formes possibles d’une Protéine de 300 AA Chaine peptidique étendue environ 100 nm de long Triple hélice Collagène 29 nm de long Hélice alpha 45 nm de long Feuillet Bêta 7 x 7 x 0.8 nm Sphère 4.3 nm De diamètre Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 1. Définitions Poids moléculaire des protéines • Taille très variable de 6000 à 1 000 000 Exprimée en Daltons (Da ou kDa) • Calculée à partir de la séquence primaire • Mesurée par: - delta cryoscopique - pression osmotique (Loi de Van’t Hoff π=RTc/M) - diffusion de la lumière - néphélométrie - ultracentrifugation - ultrafiltration 4/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 5/23 2. Ionisation selon pH Ac. Glutamique Arginine Histidine Glycine Valine pH 2 charge 3+ pH 5 charge + pH 9 charge 0 pH13 charge 2Nt Ct Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 6/23 Ionisation à pH neutre Arginine Lysine (Histidine) Glutamique Aspartique Protéine neutre (pHi) Protéine basique positive Protéine acide négative Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 7/23 Solubilité et force ionique LogS Effet dissolvant NaCl KCl 1,2 MgSO4 1 (NH4)2SO4 0,4 K2SO4 Effet relargant 0 0 1 2 3 4 mM Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 8/23 La force ionique FI=1/2 2 ΣCiZi Unité: en mol.L-1 Ci: Concentration de l’ion Zi: nombre de charge de l’ion Une sol. acqueuse de 100 mM NaCl: Une sol. acqueuse de 100 mM (NH4)2SO4: NaCl Na+ Cl- Z=1 Z=1 (NH4)2SO4 NH4+ SO42- Z=1 Z=2 Fi= ½ x (100*1+100*1)=100 mmol.L-1 Fi= ½ x (200*1+100*4)=300 mmol.L-1 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité Solubilité en fonction du pH Log S +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 pH NaCl 4mM NaCl 3mM NaCl 2mM NaCl 1mM Acide Neutre Basique 9/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 3. Dénaturation thermique 10/23 3. Stabilité thermique des protéines • Froid ou chaleur: provoquent la dénaturation des protéines • Dénaturation: modification de la structure tridimensionnelle sans modification de la structure primaire • Variable selon les protéines (extrémophiles) • Perte d’activité biologique, modification des propriétés physico-chimiques La cuisson de l’œuf: une dénaturation thermique irréversible des protéines Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 4. Coloration, réaction du biuret 4. coloration Visible: - Les holoprotéines sont incolores Dans l’ultraviolet: - Absorbtion à 200 nm (liaison peptidique) - AA Aromatiques absorbent à 278 nm (Cf acides aminés) Réactions chimiques colorées - coloration par réaction Biuret, Lowry - coloration par adsorption de colorants Rouge Ponceau, amidoschwarz Bleu de Bromophénol 11/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 4. Coloration, réaction du biuret Réaction du biuret avec les sels de cuivre Coloration violette dosage direct par photospectrométrie à 540nm Complexation du cuivre par les azotes des liaisons peptidiques Réactif de Biuret Glycine Albumine 12/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 5. Hydrolyse chimique, enzymatique 13/23 Hydrolyse d’une protéine Hydrolyse totale en milieu acide HCl concentrée 6N à 120°C, 24 heures Hydrolyse enzymatique Endoprotéases Exoprotéases (Nt ou Ct) Hydrolyse ménagée séquentielle séquençage chimique: réaction d’Edman Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 5. Hydrolyse chimique, enzymatique 14/23 Exemples d’exoprotéases Carboxypeptidase A Carboxypeptidase B Carboxypeptidase C Carboxypeptidase Y Leucine amino peptidase Aminopeptidase M Extrémité attaquée Ct Ct Ct Ct Nt Nt spécificité Arg, Lys, Pro Arg, Lys tous Tous sauf Gly Pro tous Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 5. Hydrolyse chimique, enzymatique 15/23 Exemple d’Endoprotéase: la trypsine Coupe du coté C-terminal d’une lysine ou d’une arginine Synthétisée par le pancréas: suc pancréatique Digestion intestinale des protéines Très utilisée en analyse protéomique Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 6. Classification des protéines Différentes classifications existent: - En fonction de la structure tertiaire - En fonction de la composition Holoprotéines / Hétéroprotéine - En fonction du rôle biologique - En fonction de la solubilité 16/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines Classification en fonction de la structure tertiaire - Protéines fibreuses: plusieurs hélices α sont enroulées de manière à produire une super hélice Myosine (dans le muscle) de l' α-kératine (cheveux, les ongles, la laine). - Protéines globulaires: On observe des repliements prononcés Myoglobine Hémoglobine 17/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 18/23 Classification en fonction de la composition • Protéines simples ou holoprotéines composées exclusivement d'aminoacides. • Protéines complexes ou conjuguées ou hétéroprotéines Dans de telles protéines on distingue deux parties: - la partie protéique : apoprotéine. - la partie non protéique : groupement prosthétique On classe les hétéroprotéines en fonction de la nature chimique de leur groupement prosthétique. Ex: Glycoprotéines, Protéolipides, Métalloprotéines, Chromoprotéines (hèmes), Phosphoprotéines Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines Une chromoprotéine: l’hémoglobine L’hème 19/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines Une métalloprotéine à fer: la ferredoxine 20/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines Métalloprotéines à zinc: La famille des anhydrases carboniques 21/23 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification A retenir … 22/23 Eléments majeurs à retenir… - Savoir définir les caractéristiques d’une protéine Taille, charge, solubilité, stabilité - Connaitre les modifications utiles pour analyser les protéines Coloration, hydrolyse - Connaitre les différentes classifications des protéines Mentions légales L'ensemble de ce document relève des législations française et internationale sur le droit d'auteur et la propriété intellectuelle. Tous les droits de reproduction de tout ou partie sont réservés pour les textes ainsi que pour l'ensemble des documents iconographiques, photographiques, vidéos et sonores. Ce document est interdit à la vente ou à la location. 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