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BTS DIETETIQUE 1 TP DE BIOCHIMIE LES PROTIDES Structure et Rôles Sommaire La liaison peptidique Les peptides Les protéines Structure Classification Propriétés I. La liaison peptidique Liaison amide unissant 2 AA Liaison entre : a-COOH d’un AA a-NH2 d’un autre AA Liaison peptidique O H2N CH a R C + OH O H N H CH a R COOH H2N Extrémité Nt CH a R C N aCH COOH + H2O H R Extrémité Ct (à gauche) AA1 AA2 (à droite) Dipeptide I. La liaison peptidique Propriétés Rigide Très stable (phénomène de résonance) O H2 N CH a R C N CH a H R COOH I. La liaison peptidique Propriétés Rigide Très stable (phénomène de résonance) OH2N CH a R C + N CH a H R COOH I. La liaison peptidique Propriétés Rigide Très stable (phénomène de résonance) O O H2N CH a R C N CH a H R COOH H2N CH a R Forme limite 1 C + N aCH H COOH R Forme limite 2 CH Rotation impossible dans l’axe de la double liaison I. La liaison peptidique Propriétés Polarité d-O HC C d+ Electronégatifs d- N CH H d+ I. La liaison peptidique Propriétés Polarité d-O HC C d+ d- N CH H d+ d-O HC C d+ Liaison hydrogène d- N CH H d+ I. La liaison peptidique Propriétés Réaction du biuret Caractéristique des peptides d’au moins 4 AA Milieu basique NH2 NH2 O C C O H N| |N H R CH HC R O C C O H N| |N H R CH CH R R R Cu2+ COMPLEXE VIOLET 4 liaisons peptidiques 1 ion Cu2+ 4 liaisons de coordinances II. Les peptides Classification BIURET OLIGOPEPTIDES Dipeptides Tripeptides POLYPEPTIDES A partir des Tétrapeptides PEPTIDES II. Les peptides Glutathion HOOC Liaison peptidoïde a b g CH CH2 CH2 CO NH2 NH Liaison peptidique CH CO NH CH2 SH g-L-glutamyl-L-cystéinyl-glycine Suffixe « yl » = résidus après liaison CH2 COOH II. Les peptides Glutathion Participe aux réactions d’oxydo-réduction Glu Cy s SH + HS Gly 2 Glutathion Glu Glu Cy s Cy s Gly Gly Glu S S Cy s Pont Gly disulfure Donneur ou accepteur d’électrons Système anti-oxydant + 2 H+ + 2 e– II. Les peptides Hormones peptidiques Hormones post-hypophysaires 2 1 H2N Cy s Ty r 3 Ile 4 Gln Ocytocine 5 6 7 Asn Cy s Pro Gln 8 9 Leu Gly Ile Asn CONH2 Cy s Pro Leu Gly CONH2 Pro Arg Ly s Gly CONH2 Ty r S S Cy s S S ADH (Vasopressine) Gln H2N Cy s Ty r S Phe Gln Asn Cy Cyss Pro S Arg Ly s Gly CONH2 Phe Asn Cy s Ty r Cy s S S II. Les peptides OCYTOCINE Gln Ile STRUCTURE Cy s Cy s ORIGINE ROLE Gln Asn Ty r ADH Phe Pro Leu Gly CONH2 S Cy s Ty r Cy s S Asn Pro Arg Ly s Gly CONH2 S S NEUROHYPOPHYSE Utérus : Contractions utérines (parturition) Seins : Ejection du lait Rein : Réabsorption d’eau II. Les peptides Hormones peptidiques Insuline Hormone hypoglycémiante Produite par les cellules b des îlots de Langerhans 2 chaînes peptidiques (A et B) Reliées par des ponts disulfures II. Les peptides Facteurs de croissance peptidiques Messager chimique à action locale Action paracrine ou autocrine ACTION PARACRINE FC Cellule voisine ACTION AUTOCRINE Cellule sécrétrice II. Les peptides Facteurs de croissance peptidiques Exemple : a-MSH AcSer–Tyr–Ser–Met–Glu–His–Phe–Arg–Trp–Gly–Lys–Pro–Val EFFET PARACRINE UV Production de mélanines Kératinocyte Mélanocyte a-MSH Récepteur a-MSH II. Les peptides Antibiotiques peptidiques Produits par des microorganismes Effet bactériostatique : limite le développement de bactéries Effet bactéricide : tue des bactéries Exemples Gramicidines, polymyxines, bacitracine, … Kératinocytes produisent peptides antimicrobiens (psoriasine) II. Les peptides Aspartame E951 Edulcorant de synthèse Liaison peptidique H2N CH CO CH2 NH Liaison ester CH CO O CH3 CH2 COOH L-aspartyl-L-phénylalanyl -méthyl ester III. Les protéines Structure primaire Structure primaire Liaison des AA par des liaisons covalentes Séquence des AA unis par des liaisons peptidiques Ponts disulfures entre les cystéines Séquençage = détermination de l’ordre d’enchaînement des AA Modification de la séquence Perte de fonction ?? III. Les protéines Structure secondaire Repliement de la chaîne peptidique sur elle-même Stabilisée par des liaisons hydrogènes entre les liaisons peptidiques III. Les protéines Structure secondaire Feuillet b Brin b 120° III. Les protéines Structure secondaire Feuillet b Brin b Liaisons hydrogènes Feuillet plissé Feuillet b anti-parallèle III. Les protéines Structure secondaire Feuillet b Brin b Feuillet b parallèle III. Les protéines Structure secondaire Hélice a = Hélice 3,613 13 atomes dans le cycle formé par la liaison hydrogène Cycle formé par la liaison hydrogène 3,6 résidus par tour de spire III. Les protéines Structure secondaire Hélice a Chaîne latérale des AA vers l’extérieur AA incompatible avec hélice a : Proline (cycle impose trop de contrainte) Glycine Etirement hélice a feuillet b III. Les protéines Structure secondaire Hélice polyproline Riche en proline Hélice lévogyre 3 résidus par tour de spire Pas = 0,1 nm Pas de liaions H avec les NH des prolines Ressemble à hélice de la protéine du collagène III. Les protéines Structure secondaire Coude b Coude simple : 4 Acides aminés + 1 liaison hydrogène Virage chaîne peptidique de 180° Feuillet b anti-parallèles X G P X III. Les protéines Structure secondaire Coudes croisés Changement de direction de 360° Feuillets b parallèles Epingles à cheveux Plus stable que les coudes b III. Les protéines Structure secondaire Pelote statistique Non organisée Sépare des structures plus organisées Stabilisé par des liaisons hydrogènes Les protéines Structure tertiaire Les liaisons Interactions hydrophobes Entre radicaux hydrophobes (Leu, Ile, Phe,…) CH Liaison hydrogène Entre radicaux polaires (Ser, Asp, Clu, …) CH2 H3C CH3 O d– H d+ H3C CH3 CH O d– HO–C d+ CH2–S S–CH2 Ponts disulfures (liaisons cystine) Entre fonctions thiols (Cys) H2C O CH2–CH2–CH2–CH2–NH3+ –O–C–CH 2 Liaisons ioniques (ponts salins) Entre radicaux chatrgés (Lys, Glu, Asp, …) Les protéines Structure quaternaire Assemblage de plusieurs chaînes peptidiques Protomère = 1 chaîne Oligomère = Quelques chaînes Dimères, trimères, trimères, … Polymère = Grand nombre de chaînes Les protéines Structure quaternaire Protéines globulaires = Sphéroprotéines Assemblages compactes, sphériques et ovoïdes Souvent solubles dans l’eau Exemples : Hémoglobine 4 protomères 2 protomères a + 2 protomères b a1 a2 b1 b2 Les protéines Structure quaternaire Protéines fibreuses = Scléroprotéines Forme des filaments Association De protomères parallèles (hélices a ou feuillets b) De chaînes de protomères globumaires Actine Kératine b Kératine a Les protéines : Les kératines Classification KERATINES DURES Ongles et poils Riches en cystéines KERATINES 54 types 26 types KERATINES MOLLES = CYTOKERATINES = KERATINES EPITHELIALES Epiderme 28 types Les protéines : Les kératines Structure primaire et secondaire du monomère 310 à 350 AA Principalement en hélice a Nt Hélice a Zone terminale non organisée (riche en Pro et Cys) Zone de liaison inter-hélice (non organisé) Ct