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.

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’acides aminés. 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), 737–749. doi:10.1042/bj1280737 (lien)