Protéine

Définition dans la vie courante et en nutrition

Les pro­téines sont des nutri­ments retrou­vés dans de nom­breux ali­ments et qui servent notam­ment de source d’énergie.

Définition en biologie moléculaire

Les pro­téines sont des molé­cules impor­tantes pré­sentes dans toutes les cel­lules vivantes. Elles sont com­po­sées par un enchai­ne­ment d’a­cides ami­nés liés entre eux par des liai­sons pep­ti­diques. Les pro­téines sont donc des poly­mères dont l’u­ni­té de base sont les acides aminés.

Dans les cel­lules, les pro­téines ont un rôle struc­tu­ral (ex : cytos­que­lette) ou un rôle enzy­ma­tique. Certaines pro­téines per­mettent le trans­port d’autres molé­cules à tra­vers la cel­lule. D’autres pro­téines inter­viennent comme hor­mones ou comme toxines.

Synthèse des protéines

Les pro­téines sont syn­thé­ti­sées dans les cel­lules par un méca­nisme appe­lé tra­duc­tion. Durant celui-ci les infor­ma­tions d’un ARN mes­sa­ger sont tra­duites sous formes de pro­téines par les ribo­somes. La syn­thèse com­mence par l’a­cide ami­né dit N ter­mi­nale et se finit celui en C terminale.

Des méthodes bio­chi­miques ont éga­le­ment été mises en places pour syn­thé­ti­ser des pro­téines en dehors de cellules.

Séquence d’une protéine

Séquence pri­maire : elle cor­res­pond à la liste des acides ami­nés com­po­sants la protéine.

Séquence secon­daire : elle cor­res­pond à la for­ma­tion de struc­tures par des acides ami­nés qui sont proches dans la séquence pri­maire. Les deux struc­tures prin­ci­pales sont l’hé­lice alpha et le feuillet bêta.

Séquence ter­tiaire : elle cor­res­pond à la forme tri­di­men­sion­nelle de la pro­téine. Elle est due à des inter­ac­tions entre des acides ami­nés éloi­gnés dans la séquence pri­maire. Ceux-ci forment des liai­sons entre eux telles que des ponts disul­fure, des liai­sons ionique, hydro­phobe ou hydro­gène. Des acides ami­nés éloi­gnés dans la séquence pri­maire peuvent donc être trou­vés proches dans la séquence tertiaire.

Séquence qua­ter­naire : elle cor­res­pond à l’as­sem­blage de plu­sieurs chaines pro­téiques entre elles. Tout comme pour la struc­ture ter­tiaire, les inter­ac­tions entre les chaines pro­téiques peuvent être des des ponts disul­fure, des liai­sons ioniques, hydro­phobes ou hydro­gène. Les chaines pro­téiques qui s’as­semblent peuvent être simi­laires ou dif­fé­rentes. Par exemple, l’hé­mo­glo­bine est com­po­sée de quatre chaines pro­téiques : deux chaines alpha et deux chaines bêta.

Association de protéines avec d’autre molécules

Les pro­téines peuvent s’as­so­cier avec d’autres molé­cules pré­sentes dans les cel­lules. On peut ain­si les clas­ser en deux groupes selon qu’elles réa­lisent ou non des asso­cia­tions. Une holo­pro­téine est com­po­sée uni­que­ment d’une suc­ces­sion d’a­cides ami­nés. Au contraire une hété­ro­pro­téine (aus­si appe­lé pro­téine conju­guée) contient un élé­ment appe­lé grou­pe­ment pros­thé­tique n’é­tant pas com­po­sé d’a­cide ami­né. Par exemple l’hé­mo­glo­bine pos­sède un hème qui est de nature non pro­téique et qui per­met la fixa­tion de O2. Le grou­pe­ment pros­thé­tique peut aus­si être un ion métal­lique, un glu­cide, un lipide ou un acide nucléique par exemple.

Référence bibliographique

Anfinsen, C. B. (1972). The for­ma­tion and sta­bi­li­za­tion of pro­tein struc­ture. Biochemical Journal, 128(4), 737749. doi:10.1042/bj1280737 (lien)