Correction du concours 2010 2011

Correction du concours 2010/ 2011 :
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Chez les mammifères, la dégradation oxydative des acides gras à chaîne longue joue un rôle
majeur dans le métabolisme énergétique. Le principal d’entre eux est l’acide palmitique :
CH3-(CH2)14-COOH. Cette dégradation oxydative ayant lieu dans la mitochondrie, un
système de transfert est nécessaire pour faire passer la forme activée (liée au coenzyme A et
donc appelée acyl-CoA) des acides gras à chaîne longue du cytosol vers la mitochondrie. Ce
système de transfert implique le couplage de l’acide gras à une molécule appelée carnitine et
comprend deux enzymes membranaires appelées carnitine-palmityl transférases ou CPT :
l’activité CPT1 est située sur la face cytosolique de la membrane externe de la
mitochondrie et l’activité CPT2 sur la face interne de la membrane interne de la mitochondrie
selon le schéma suivant :
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Il existe trois isoformes de CPT1 (CPT1A, CPT1B, CPT1C) qui sont exprimées à des niveaux
différents selon les tissus.
STRUCTURES
L’analyse de la séquence de la protéine CPT1A (un peu plus de 770 résidus) par le
programme TopPred (Topology prediction of membrane proteins) permet de déterminer le
diagramme d’hydrophobicité présenté dans la figure B1A.
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On retient que":
La dégradation de l’acide palmitique a lieu dans la mitochondrie.
La CTP1 est une enzyme située au niveau de la face externe de la membrane externe
mitochondriale, donc au niveau cytosolique.
La CTP2 est une enzyme située au niveau de la face interne de la membrane interne
mitochondriale, donc au niveau de la matrice mitochondriale.

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Figure B1A : En abscisse est indiquée la position des acides aminés et en ordonnée est
indiqué le degré d’hydrophobicité
Question 32 : Indiquez le nombre de segments transmembranaires que peut comporter
la protéine membranaire CPT1A, prédit par le diagramme d’hydrophobicité :
a. Un
b. Deux
c. Sept
d. Onze
e. Douze
La structure tridimensionnelle de la partie cytoplasmique de la protéine CPT1A a été résolue
par diffraction des rayons X. Si la détermination de son appartenance à une classe est difficile
à établir, il est par contre possible d’observer certaines caractéristiques structurales présentées
dans la figure B1B.
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On retient que": Il existe 3 isoformes de la CTP1 (CTP1A, CTP1B et CTP1C), la CTP1A comprend deux
segments hydrophobes.

Question 33 : Identifiez la ou les caractéristique(s) correspondant aux structures
proposées :
a. La protéine comporte un seul domaine
b. La protéine comporte deux domaines
c. La protéine comporte trois domaines
d. Le coude est un coude bêta classique
e. Le coude est un coude de structure atypique
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Les prédictions de structures secondaires pour la protéine CPT1A indiquent l’existence d’une
hélice alpha entre les acides aminés 103 et 122. La projection des chaînes latérales des résidus
d’acides aminés selon l’axe de l’hélice présentée dans la figure B2 répond aux caractéristiques
de celle-ci et permet d’en reconstituer la structure primaire. Pour ne pas surcharger la
représentation du modèle de la roue hélicoïdale, les acides aminés 121 et 122 ne figurent pas
sur le schéma. Le code des acides aminés est fourni dans le tableau ci-dessous
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On retient que":
La protéine CPT1A comprend 2 domaines, avec un coude béta (comprend 4 résidus)
particulier car ce dernier contient bien une proline au résidu n+1 mais pas de glycine.
Notion de cours et de vocabulaire":
Les coudes"γ comprennent 3 résidus, et la liaison hydrogène à l’origine de la stabilisation
du coude se fait entre les résidus n et n+2. Les coudes β comprennent 4 résidus et la
liaison hydrogène à l’origine de la stabilisation du coude se fait entre les résidus n et n
+3. Il existe différents types de coudes β et les coudes β de type I et II qui comprennent
une proline au résidu n+1 et une glycine au résidu n+3. Les coudes β de type VI qui
comprend une glycine au résidu n+1 et une proline au résidu n+2.

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Notion de cours et de vocabulaire":
Une hélice α est une hélice droite, elle comprend 3,6 acides aminés par tour de
spire": = 100°
Ainsi sur un modèle de la roue hélicoïdale, lorsque l’on représente une hélice α
on déterminera la séquence en lisant l’enchainement des acides aminés séparés
d’un angle de 100°.
Lorsque la roue hélicoïdale est une représentation de 18 acides aminés (comme
c’est le cas ici": AA1 à AA18), on peut considérer qu’un angle de 100° équivaut à
un décalage de 5 acides aminés dans le sens des aiguilles d’une montre sur la
roue.

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Question 34 : Déterminez la séquence de la région en hélice alpha :
103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122
a. N L G L G V W V I T V V L V G S A F T M
b. N F A S G V L V V T I V W V G L G L T M
c. N W L L V V G I G L T S G V A V V F T M
d. N V I L A V W L G T G F L V G S V V T M
e. N V V S G V L F G T G L W V A L I V T M
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Question 35 : Indiquez la caractéristique de la région en hélice alpha :
a. Transmembranaire et hydrophile
b. Transmembranaire et hydrophobe
c. Transmembranaire et amphiphile
d. Exposée au milieu aqueux (cytoplasmique ou intermembranaire mitochondriale) et
amphiphile
e. Hétéropolaire (hydrophile sur 1,5 tour et hydrophobe sur 4,0 tours)
Deux oligopeptides de 15 acides aminés appartenant à la séquence de la protéine CPT1A
(partie C terminale) ont été choisis en vue de produire des anticorps polyclonaux de lapins
afin de pouvoir réaliser des western blots.
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On rappelle qu’il existe trois isoformes (CPT1A, CPT1B, CPT1C) qui sont exprimées à des
niveaux différents selon les tissus. La séquence d’une partie de la région C terminale de
l’isoforme CPT1A (référence P50416) est alignée avec la séquence homologue de l’isoforme
CPT1B (référence Q92523) et celle de l’isoforme CPT1C (référence Q8TCG5).
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L’oligopeptide 1 est à l’origine de la production de l’anticorps 1 et l’oligopeptide 2 est à
l’origine de la production de l’anticorps 2.
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On retient que":
Il existe une hélice alpha de 20 acides aminés, cette hélice alpha est composée de 12
acides aminés hydrophobes (acides aminés soulignés sur le modèle de la roue
hélicoïdale), 3 acides aminés hydrophiles, de 3 glycine (qui n’est ni un acide aminé
polaire ni un acide aminé apolaire) et de 2 acides aminés dont on ignore la nature (les
acides aminés 121 et 122).
Ainsi on a une hélice alpha de 20 acides aminés majoritairement hydrophobes, ceci
nous permet fortement de supposer que c’est une hélice alpha transmembranaire (car
il faut 20 résidus pour traverser la membrane) et hydrophobe.