IV. Repliement in vivo

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro III.1 Aspects thermodynamique et cinétique du repliement III.2 Méthodes d'études, suivi du repliement III.3 Mécanismes de repliement III.4 Théorie du paysage énergétique IV. Repliement in vivo

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro IV. Repliement in vivo IV.1 Peptidyl P Prolyl Isomerases (PPI)

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro IV. Repliement in vivo IV.1 Peptidyl Prolyl Isomerases (PPI) IV.2 Protein Disulfide Isomerases (PDI)

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro IV. Repliement in vivo IV.1 Peptidyl Prolyl Isomerases (PPI) IV.2 Protein Disulfide Isomerases (PDI) IV.3 Protéines chaperonnes

Prévention de l agrégation des chaînes latérales hydrophobes

Famille Hsp 70 : Hsp 70, Bip Chaperonines = GroES (Hsp 60) et GroEL (Hsp 10)

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro IV. Repliement in vivo IV.1 Peptidyl Prolyl Isomerases IV.2 Protein Disulfide Isomerases IV.3 Protéines chaperonnes IV.4 Mauvais repliement des protéines in vivo

Formation de fibrilles amyloïdes

Maladies amyloïde -> maladie d Alzheimer etc.

Le prion, agent infectieux -> maladie de la vache folle Modèles prédictifs Dichroïsme circulaire 43% hélices 3% feuillets 30% hélices 43% feuillets

Le prion, agent infectieux -> maladie de la vache folle RMN

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines I. Expérience d'anfinsen II. Facteurs déterminant le repliement des protéines III. Etudes du repliement in vitro IV. Repliement in vivo IV.1 Peptidyl Prolyl Isomerases IV.2 Disulfide Isomerases IV.3 Protéines chaperonnes IV.4 Mauvais repliement des protéines in vivo V. Dynamique des protéines

Les protéines sont des molécules souples ( rigides) qui oscillent en permanence et dont les mouvements structuraux ont une signification fonctionnelle =>Mouvements respiratoires de la myoglobine et hémoglobine

Types de mouvements des protéines : Fluctuations atomiques (vibrations des liaisons individuelles) Mouvements collectifs de chaînes latérales jusqu'à des domaines entiers => entités qui se déplacent Changements conformationnels provoqués => ajustements induits (exemple enzyme substrat) ou de plus grande ampleur (exemple liaison ATP)

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines Chapitre 3 Détermination de la structure des macromolécules biologiques

I. Détermination de la structure secondaire I.1. Méthodes expérimentales Spectroscopies d'absorption UV, visible Dichroïsme circulaire Infrarouge, Raman Spectroscopie de résonance magnétique

Chapitre 1 Structure des protéines Chapitre 2 Le repliement des protéines Chapitre 3 Détermination de la structure des macromolécules biologiques I. Détermination de la structure secondaire I.1. Méthodes expérimentales I.1 1. Spectroscopie Infrarouge

Nombre d'onde (utilisé en infrarouge) = Fréquence vitesse de la lumière

Absorption de lumière IR entre 300 et 4000 cm -1 => Absoption d'énergie par la molécule => Transition entre niveaux de vibration des molécules

Oscillateur harmonique

Élongation symétrique

Élongation symétrique Déformation de cisaillement

Élongation symétrique Déformation de cisaillement Élongation anti-symétrique => 2 types majeurs de vibrations : les élongations (stretching) et les déformations angulaires (bending)

Symétrique Antisymétrique Élongation Stretch Déformations angulaires (bend)

Modes normaux de vibrations pour des molécules polyatomiques : 2 atomes (H2) : 1 vibration = élongation (stretching) 3 atomes (H2O) : 3 vibrations = élongation symétrique = élongation anti symétrique = déformation (bending) 3 atomes (CO2 linéaire) : 4 vibrations = Élongation symétrique

Modes normaux de vibrations pour des molécules polyatomiques : 2 atomes (H2) : 1 vibration = élongation (stretching) 3 atomes (H2O) : 3 vibrations = élongation symétrique = élongation anti symétrique = déformation (bending) 3 atomes (CO2 linéaire) : 4 vibrations = Élongation symétrique Élongation antisymétrique

Modes normaux de vibrations pour des molécules polyatomiques : 2 atomes (H2) : 1 vibration = élongation (stretching) 3 atomes (H2O) : 3 vibrations = élongation symétrique = élongation anti symétrique = déformation (bending) 3 atomes (CO2 linéaire) : 4 vibrations = Élongation symétrique Élongation antisymétrique Cisaillement dans le plan Cisaillement hors du plan

Modes normaux de vibrations pour des molécules polyatomiques : 2 atomes (H2) : 1 vibration = élongation (stretching) 3 atomes (H2O) : 3 vibrations = élongation symétrique = élongation anti symétrique = déformation (bending) 3 atomes (CO2 linéaire) : 4 vibrations = streching + bending 4 ou + d'atomes = N atomes : 3N 5 vibrations (molécule linéaire) 3N 6 vibrations (molécule non linéaire) => c'est le nombre de degré de liberté (3N) d'une molécule 3 <=> rotations globales (selon x, y et z) 3 <=> translations globales (selon x, y et z) => 3N 6 Pour une protéine : plusieurs milliers de modes normaux

Modes normaux de vibrations actifs en spectroscopie infrarouge : => modification du moment dipolaire de la molécule Exemple : CO2 Élongation symétrique non active

Modes normaux de vibrations actifs en spectroscopie infrarouge : => modification du moment dipolaire de la molécule Exemple : CO2 Élongation symétrique non active Élongation antisymétrique active Cisaillement actif

Pour les protéines : bandes amides caractéristiques Spectre FTIR

Pour les protéines : déconvolution de la bande Amide I Spectre FTIR

Spectroscopie IR comme dichroïsme circulaire : => estimation des structures secondaires présentes dans les protéines Spectroscopie Raman : => Modes vibrationnels des protéines également => Complémentaire de l'infrarouge => Bandes correspondant uniquement au molécules polarisables