LES PEPTIDES

Cest lunion de deux acides amins par liaison covalente entre le groupe carboxylique dun acide amin et amin de lautre acide amin pour former une amide secondaire.

LIAISON PEPTIDIQUE

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+H3N-C-C

H

O-

O

R

+H2OH2O

+H3N-C-C-N-C-C

H

O-

O

R

H

R

H

O

+H3N-C-C-N-C-C

H

O-

O

R

H

R

H

O

liaison peptidique

Lopration peut se repeter un grand nombre de fois, ainsi nat une chaine polypeptidique

La liaison peptidique est trs stable (> ester).

Lhydrolyse ncessite des conditions drastiques : HCl 6N, 110C, 24h.

Lenchainnement des acides amins dcrit un peptide.

Onb distingue:

DIPEPTIDE: deux acides amins.

TRIPEPTIDE: trois acides amins.

OLIGOPEPTIDE: plus de quatre acides amins.EX: SOMATOSTATINE(14AcA).

POLYPEPTIDE: quelque dizaine dAcides amins.EX:ACTH(39 AcA).

PROTEINES: Macromolcules contenant plus de 50 rsidus dAcA faites dune ou plusieurs chaines.Ex HEMOGLOBINE(4).

Quelques exemples de peptides dintrt

Vasopressine

Hormone peptidique post-hypophysaire

Agit sur le rein en provoquant la rtention deau (vasoconstricteur).

Tyr

Phe-Gln

Asn

Cys Cys-Pro-Arg-Gly-cooHS-S

N-term.

C-term.

Ocytocine

Tyr

Ile-Gln

Asn

Cys Cys-Pro-Leu-Gly-cooHS-S

N-term.

C-term.

Agit sur la contraction des muscles lisses en particulier lutrus lors delaccouchement.

Un acide amin engag dans une chaine peptidique sappelle rsidu,porte le nom de lacide amin dont il drive additionn du suffixe -yl-.

La formule dun peptide sscrit en commencant partir de la gauche par le rsidu ayant son groupement amin (N-terminal) libre et se termine par le dernier rsidu droite, celui dont le groupement carboxylique (C-terminal) est libre, et porte le nom de lacide amin sans modification.

EX : Leucyl-glycyl-alanine.

NOMENCLATURE

La squence est oriente en partant de l'acide amin Nterminal (extrmit NH2) vers le Cterminal (extrmit COOH) qui correspond au sens de la synthse des protines.

SENS DE LA CHAINE POLYPEPTIDIQUE

Dans des tudes par des rayonsX de peptides cristalliss, PAULING et COREY ont trouver que:

CARACTERISTIQUES DE LA LIAISON PEPTIDIQUE

La liaison du carbone carbonyle avec l'azote dans la liaison peptidique (1,32 , )est plus courte que la liaison simple C -N (1,49 ) mais plus longue qu'une liaison double C=N

classique(1,27 ).Cela sexplique par le faite que cette liaison peut se trouver sous deux formes de rsonances. 70% sous forme simple et 30% sous forme double. Ce caractre de double liaison entrane

une certaine rigidit et empche la libre rotation.

ai

1,24

unit

peptidique

hydrogne

oxygne

carbone

azote

w

ai+1

Langle de rotation omga de la liaison CO-NH de 180 donne la configuration trans,

la plus stable car minimisation de lencombrement strique des rsidus.

En consquence, la liaison peptidique prsentera des caractres spcifiques des doubles liaisons.

Le caractre partiellement double de la liaison peptidique empche la rotation autour de la liaison C-N.(entre latome de carbone du carbonyle et latome dazote de lunit peptidique. En consquence, le groupe peptidique est confin dans un plan. les atomes N, H, O, C sont coplanairesProprit trs importante dans ltablissement de la conformation tridimensionnelle de la chaine polypeptidique dune protine.Il existe cependant une libert de rotation autour des liaisons Ca-C et N-Ca.

La liaison peptidique est plane cest--dire que les 6 atomes attachs au groupement C-N sont localiss dans un mme plan (coplanaires).

les 2 carbones C se placent de part et d'autre du pont C-N dans la configuration trans(C..d sur des cotes opposs de la liaison peptidique).

de part et d'autre de cette structure rigide, les rotations des groupes des liaisons C-N etC-C sont libres et seulement limites par l'encombrement strique.

FORMATION DUN COMPLEXE COLORE AVEC LE CUIVRE

Les liaisons peptidiques sont capables de former un complexe color avec le cuivre en milieu alcalin (raction du Biuret).Ce complexe prsente un maximum dabsorbance de la lumire 650 nm.Cette coloration est exploite en spectrophotomtrie pour le dosage des protines.

Complexe color entre Cu2+ et les groupements carbonyles ainsi que les lments azote de 2 liaisons peptidiques successives par le biais de liaisons lectrostatiques.

- Polarit ngative du site molculaire

PRINCIPE DE LA REACTION DU BIURET

EVOLUTION TRIDIMENTIONNELLE DES PROTEINES

Correspond l'ordre d'enchanement des acides amins. La squence est donne en partant de l'acide amin N-terminal (extrmit NH2) vers le Cterminal (extrmit COOH) qui correspond au sens de la synthse des protines.

STRUCTURE PRIMAIRE

ALA-CYS-ASP-GLY-SER

Mais sous linfluence des forces attractives ou rpulsives qui se manifestent tout au long de la chaine linaire daminoacides, la protine ne conserve pas cette structure initiale et subit trs vite une volution tridimentionnelle en structure secondaire, tertiaire et quaternaire.

Cette volution tridimentionnelle conduira finalement une conformation spatiale bien dfinie: la protine native.

Correspond un arrangement rgulier des acides amins selon un axe. Il existe deux types principaux de structure secondaire:

* HELICE .

* FEUILLET B.

STRUCTURE SECONDAIRE

elle est caractrise par l'enroulement des liaisons peptidiques autour d'un axe (arrangement hlicodal).

Cet enroulement se fait vers la droite qui est privilgi par la configuration L des aminoacides(hlice droite) et comporte 3,6 rsidus par tour(chaque rsidu est dispos parraport au suivant selon une translation de 1,5 le long de laxe de lhlice et une rotation de 100).

Les rsidus se retrouvent la priphrie ce qui minimise les encombrement striques. Cette structure est stabilise par des liaisons hydrognes ( la liaison hydrogne est de 2,8 de long)entre les groupements CO et NH de 2 liaisons peptidiques superposes(le groupe CO de chaque acide amin est li par liaison hydrogne au groupe NH de lacide amin qui est situ quatre rsidus plus loin dans la squence linaire).

HELICE

- Le pas de lhlice est de 5,4 pour les protines globulaires et de 5,1 pour les

protines fibreuses.

- Tous les groupes CO sont orients

presque paralllement vers lavant de la squence et tous les groupes NH

vers lamont.

3,6rsidus

les 2 chanes sont disposes paralllement l'une l'autre et orientes soit en sens inverse (Nt->Ct/Ct->Nt) (antiparallle )soit dans le meme sens (parallles).

Les Chanes sont relies entre elles par des liaisons hydrognes (intra ou interchaines) entre les CO et les NH de deux liaisons peptidiques superposes.

FEUILLET B (PLISSE)

Cest une structure plat, tire et etale.

Cest le rsultat de lassemblage des formes lmentaires de type ou B selon les trois direction de lespace et par le pliage des chaines. le tout tant stabilis par des interactions de type non covalents(liaisons ioniques, liaisons hydrognes, liaisons de vanderwaals) et des ponts disulfures.

On a quatres types de motifs: le tout , le tout B,l/B

et l+B .

La structure tertiaire dune protine globulaire se prsente comme une succession de rgions ordonnes,soit en hlice , soit en feuillet B, runis par des zones non ordonnes appeles coudes.

STRUCTURE TERTIAIRE

COUDE

Cest un court gment peptidique de 2 4 rsidus.

Une ou deux liaisons hydrognes se forment entre le premier et le dernier rsidu du coude.

La configuration de la proline est telle quelle provoque un changement de direction et peut donc tre presque elle seule un coude.

Les liaisons ou interactions entre chaines latrales des rsidus

impliques dans la structure tertiaire des protines

Pont disulfure

Interactions

hydrophobes

Liaison hydrogne entre

chaines latrales

Pont salin

Attraction

lectrostatique

C-terminal

N-terminal

Tout

/

De plus pour ce type de structure (structure globulaire), les rsidus d'acides amins apolaires qui se trouvaient trs loigns les uns des autres dans la squence vont se trouver trs proches en raison des repliement et se trouver ainsi prfrentiellement au centre de la structure o ils peuvent s'associer par liaisons hydrophobes deKauzmann(ala,val,Ile,Leu,Phe,Trp)et crer ainsi une rgion indispensables au fonctionnement de la protine(site actif des enzymes Zone hydrophobe interne qui assure en grande partie la stabilit gnrale de la molcule ). Tandis que les rsidus polaires ou ioniques se situent la priphrie o ils peuvent s'associer entre eux par liaison hydrogne ou ionique,ou encore avec l'eau par liaison hydrogne et divers composs protiniques ou non grace leurs chaines latrales polaires:

* Les metaux : -le fer dans la catalase et peroxdase.

-le zinc dans la glutamate dshydrognase du foie et la phosphatase alcaline.

* Coenzyme: dans le cas des enzymes qui fon ctionnent avec un coenzyme spcifique.

Lensemble forme ce quon appele un PELETON.

Une structure tertiaire nest pas une structure fige : elle peut se modifier

se tordre, se dformer sous leffet de la fixation dune molcule (ligand)

ou sous leffet de la variation dun paramtre physico-chimique (pH, temprature).

EX: structure de la myoglobine

DNA polymrase

Bactriorhodopsine

Immunoglobiline

Cest lassociation de plusieurs chaines peptidiques identiques ou non pour donner un complexe stable et actif.

Les chaines qui contituent ce complexe sont des protomresou sous units.chacune ayant une structure tertiaire dfinie.

Lassociation des diffrentes chaines se fait via des liaisons faibles et parfois aussi via des ponts dissulfures.

STRUCTURE QUATERNAIRE

ATTENTION

Toutes les protines n'ont pas

ncessairement de structure IVaire.

La structure quaternaire nest pas une organisation immuable:cest un tat dquilibre entre lassociation et la dissociation partielle des protomres, cet tat dquilibre est sousmis laction des facteurs extrieurs la molcule appels facteurs allostriques.

On parle de transitions allostriques entre la forme

relache ou forme R inactive et la forme tendue ou forme T active modification de la conformation.

acides amins

La structure primaire de la protine :

Squence de la chane dacides amins

La structure secondaire de la protine :

Liaisons hydrogne entre les acides amins

La structure tertiaire de la protine :

Liaisons entre les structures secondairesfeuillet

plisss bhlice a

La structure quaternaire de la protine :

Association de plusieurs chanes

polypeptidiques

feuillet

plisss bhlice a

Lhmoglobine est le pigment respiratoire responsable chez lhomme, les animaux superieurs, et divers invertbrs du trasport de loxygne depuis le milieu exterieur jusquau niveau cellulaire.ce role est du sa capacit de former avec loxygne une combinaison chimique facilement dissociable.

Lhmoglobine rsulte de lunion dune fraction non protinique appele Hme avec une fraction protinique dite Globine.

HEMOGLOBINE

LA GLOBINE

Est lassociation de quatre chaines polypeptidiques.

Il existe diffrents types de chaines polypeptidiques rencontres dans

lhmoglobine humainequi diffrent par le nombre des acides amins et la nature des acides amins N-terminaux: chaines , , y,s et les chaines (embrionnaires).

HEMOGLOBINE A1: pricipale hmoglobine de ladulte: 2chaines+ 2chaines

HEMOGLOBINE A2: 2% hmoglobine de ladulte: 2 chaines + 2chaines

HEMOGLOBINE F : 2 chaines + 2chaines y

HEME

Cest une porphyrine, structure ttrapyrolique centre sur un atome de fer.

Chaque chaine est unie une molcule dhme par lintermediaire de son atome de fer, et don c il existe 04 sites de liaison loxygne dans une molcule.

Le fer a six liaisons de coordinance:

quatres liaisons avec 4 atomes dazote du noyau ttrapyrolique de la porphyrine.

La cinquime liaison avec latome dazote du rsidu histidyl proximal (en 63) de chaine polypeptidique.

La sixime liaison reste disponible pour sunir soit loxygne(oxyhmoglobine), leau ou loxyde de carbone(CO) dont laffinit pourlhme est 150 fois plus importante que celle de loxygne.

Au total deux chaines , deux chaines et quatre noyaux porphyriniques avec quatre atomes de fer sassocient en structure tridimentionnelle.

b2

b1

a1

a2

porphyrine

porphyrine

porphyrine

porphyrine

Hmoglobine humaine (a2b2)