Les structures des protéines
Les protéines font partie des constituants les plus fréquemment rencontrés dans le
monde animal sous forme de polypeptides. Nous les trouvons en particulier sous
forme d’enzymes qui catalysent et régulent l’ensemble des processus vitaux.
D
Fiches 53
et 66
T 3
O
c
13
Q
O
rsj
X I
>Q .
O
U
P
Fiches 37,
5 0 -6 6
1. Les structures primaire, secondaire, tertiaire,
quaternaire des protéines
Les protéines sont des édifices à la fois souples et stables. Leurs structures spatiales sont
complexes et il est pratique de les rapporter à quatre niveaux distincts.
M La structure primaire
Elle consiste à noter la séquence complète des acides aminés constituants liés par des
liaisons peptidiques. On utilise des abréviations pour chaque acide aminé. L’énumération commence par la première extrémité NH^ libre (N-Terminal) et se termine par le
dernier groupe COOH libre (C-Terminal). On obtient ainsi une sorte de fil constitué par
des lettres disposées à la suite, sans ponctuation, par exemple Ala(nine)-Leu(cine)-etc.
M La structure secondaire
Localement, la chaîne peptidique forme des ensembles structurés : feuillets (3, hélices a,
reliés par des parties de la chaîne formant des replis et des coudes.
mm La structure tertiaire
Elle décrit le repliement dans l’espace de l’ensemble de la protéine pour former une
structure unique. Cette structure est souple. Elle peut se déformer faiblement, de
manière réversible, pour permettre à l’activité biologique d’avoir lieu. Elle est décrite
par des lignes brisées (formes et bifurcations de la chaîne peptidique), des bandes plates
(feuillets (3) et des bandes plates en forme d’hélice (hélices a). L’ensemble est lié par
des liaisons hydrogène, des interactions électrostatiques et les forces de van der Waals
à travers l’espace.
M La structure quaternaire
Elle apparaît quand plusieurs unités de structure tertiaire sont liées entre elles par des
liaisons à travers l’espace (liaisons hydrogène, forces de van der Waals).
Ce cas est illustré par l’hémoglobine qui est constituée par quatre sous-unités de nature
très proche, contenant chacune un site actif (atome de fer dans une porphyrine).
2. Le rôle des liaisons hydrogène
Il est primordial. Considérons une liaison R -C O -N H -R ’. Le motif CO -N H est plan
par suite de la résonance (mésomérie) qui se développe entre les électrons n (figure).
Des liaisons hydrogène se forment dans l’espace entre l’hydrogène porté par NH et
l’oxygène d’un autre groupe CO situé à une distance et dans une disposition favorables, comme le montre la figure suivante.
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Les protéines font partie des constituants les plus fréquemment rencontrés dans le
monde animal sous forme de polypeptides. Nous les trouvons en particulier sous
forme d’enzymes qui catalysent et régulent l’ensemble des processus vitaux.
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1. Les structures primaire, secondaire, tertiaire,
quaternaire des protéines
Les protéines sont des édifices à la fois souples et stables. Leurs structures spatiales sont
complexes et il est pratique de les rapporter à quatre niveaux distincts.
M La structure primaire
Elle consiste à noter la séquence complète des acides aminés constituants liés par des
liaisons peptidiques. On utilise des abréviations pour chaque acide aminé. L’énumération commence par la première extrémité NH^ libre (N-Terminal) et se termine par le
dernier groupe COOH libre (C-Terminal). On obtient ainsi une sorte de fil constitué par
des lettres disposées à la suite, sans ponctuation, par exemple Ala(nine)-Leu(cine)-etc.
M La structure secondaire
Localement, la chaîne peptidique forme des ensembles structurés : feuillets (3, hélices a,
reliés par des parties de la chaîne formant des replis et des coudes.
mm La structure tertiaire
Elle décrit le repliement dans l’espace de l’ensemble de la protéine pour former une
structure unique. Cette structure est souple. Elle peut se déformer faiblement, de
manière réversible, pour permettre à l’activité biologique d’avoir lieu. Elle est décrite
par des lignes brisées (formes et bifurcations de la chaîne peptidique), des bandes plates
(feuillets (3) et des bandes plates en forme d’hélice (hélices a). L’ensemble est lié par
des liaisons hydrogène, des interactions électrostatiques et les forces de van der Waals
à travers l’espace.
M La structure quaternaire
Elle apparaît quand plusieurs unités de structure tertiaire sont liées entre elles par des
liaisons à travers l’espace (liaisons hydrogène, forces de van der Waals).
Ce cas est illustré par l’hémoglobine qui est constituée par quatre sous-unités de nature
très proche, contenant chacune un site actif (atome de fer dans une porphyrine).
2. Le rôle des liaisons hydrogène
Il est primordial. Considérons une liaison R -C O -N H -R ’. Le motif CO -N H est plan
par suite de la résonance (mésomérie) qui se développe entre les électrons n (figure).
Des liaisons hydrogène se forment dans l’espace entre l’hydrogène porté par NH et
l’oxygène d’un autre groupe CO situé à une distance et dans une disposition favorables, comme le montre la figure suivante.
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