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1 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.

2 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification Plan du cours 2/23 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

3 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 Hélice alpha 45 nm de long Triple hélice Collagène 29 nm de long Formes possibles d une Protéine de 300 AA Chaine peptidique étendue environ 100 nm de long Feuillet Bêta 7 x 7 x 0.8 nm Sphère 4.3 nm De diamètre

4 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 1. Définitions 4/23 Poids moléculaire des protéines Taille très variable de 6000 à 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

5 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 5/23 2. Ionisation selon ph Ac. Glutamique Glycine Arginine Histidine Valine ph 2 charge 3+ ph 5 charge + ph 9 charge 0 ph13 charge 2- Nt Ct

6 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

7 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 7/23 Solubilité et force ionique LogS 1,2 1 Effet dissolvant NaCl KCl MgSO 4 (NH4) 2 SO 4 0,4 0 Effet relargant mm K 2 SO 4

8 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 8/23 La force ionique F I =1/2 ΣC i Z i 2 Unité: en mol.l -1 Ci: Concentration de l ion Zi: nombre de charge de l ion NaCl Na + Z=1 Cl - Z=1 (NH 4 ) 2 SO 4 NH + 4 Z=1 SO 2-4 Z=2 Une sol. acqueuse de 100 mm NaCl: F i = ½ x (100*1+100*1)=100 mmol.l -1 Une sol. acqueuse de 100 mm (NH 4 ) 2 SO 4 : F i = ½ x (200*1+100*4)=300 mmol.l-1

9 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 2. Charge et solubilité 9/23 Solubilité en fonction du ph Log S NaCl 4mM NaCl 3mM NaCl 2mM NaCl 1mM ph Acide Neutre Basique

10 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

11 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 4. Coloration, réaction du biuret 11/23 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

12 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 4. Coloration, réaction du biuret 12/23 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 Glycine Albumine Biuret

13 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

14 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 5. Hydrolyse chimique, enzymatique 14/23 Exemples d exoprotéases Extrémité attaquée spécificité Carboxypeptidase A Ct Arg, Lys, Pro Carboxypeptidase B Ct Arg, Lys Carboxypeptidase C Ct tous Carboxypeptidase Y Ct Tous sauf Gly Leucine amino Nt Pro peptidase Aminopeptidase M Nt tous

15 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

16 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 16/23 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

17 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 17/23 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

18 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

19 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 19/23 Une chromoprotéine: l hémoglobine L hème

20 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 20/23 Une métalloprotéine à fer: la ferredoxine

21 Chapitre 6: Les protéines: Propriétés et classification 6. Classification des protéines 21/23 Métalloprotéines à zinc: La famille des anhydrases carboniques

22 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

23 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. Sa diffusion, duplication, mise à disposition du public (sous quelque forme ou support que ce soit), mise en réseau, partielles ou totales, sont strictement réservées à l université Joseph Fourier de Grenoble. L utilisation de ce document est strictement réservée à l usage privé des étudiants inscrits en L1 Santé de l Université Joseph Fourier de Grenoble, et non destinée à une utilisation collective, gratuite ou payante. Ce document a été réalisé par la Cellule TICE de la Faculté de Médecine et de Pharmacie de Grenoble (Université Joseph Fourier Grenoble 1)

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