CHMI 2227F Biochimie I

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CHMI 2227FBiochimie I

• Peptides
• Structure et propriétés générales

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Peptides

• Les peptides sont des polymères dacides aminés
• Les blocs de bases dacides aminés (résidus) sont
  liés les uns aux autres par un lien covalent
  appelé lien peptidique.

Un dipeptide
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Peptides

• Les polypeptides et protéines sont simplement des
  chaînes plus ou moins longues dacides aminés
  liés ensemble par des liens peptidiques
• Si moins de 20 résidus oligopeptide
• Si plus de 20 résidus mais de masse moléculaire
  (Mr) lt 10,000 Da polypeptides.
• Si Mr gt 10 kDa protein.
• Terminologie spéciale
• Dipeptide (2 résidus) / Tripeptide (3 résidus) /
  Tétrapeptide (4 résidus) / Pentapeptide (5
  résidus) / Ect, ect, ect.
• Note 1 Da (dalton) 1 g /mol.
• Petit truc Mr dun polypeptide/protéine nombre
  dacides aminés x 110 Da.

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Peptides - polarité

• Chaque peptide possède une polarité
• Une extrémité où le groupe NH2 (celui lié au Ca)
  ne fait pas partie dune liaison peptidique
  extrémité (ou bout) N-terminale
• Une extrémité où le groupe COOH (celui lié au Ca)
  ne fait pas partie dun lien peptidique
  extrémité (ou bout) C-terminale
• Par convention le bout N-terminal est toujours
  placé à gauche, alors que le bout C-terminal est
  toujours à droite.

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Peptides - nomenclature

• On utilise différentes façons pour écrire un
  polypeptide (trait dunion lien peptidique)
• Tyrosyl-glycyl-glycyl-phénylalanyl-leucine
• Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu
• Y-G-G-F-L
• YGGFL
• Notez que le peptide est toujours écrit avec le
  N-ter à gauche et le C-ter à droite (NH2?COOH).

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Peptide hydrolyse

• La composition (et NON PAS la séquence) en acide
  aminés dun peptide est déterminée en hydrolysant
  tout dabord le peptide
• Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu ? Gly2, Leu, Phe, Tyr
• Les acides aminés sont alors purifiés par
  chromatographie liquide à haute pression (HPLC).
  Leur détection se fait souvent par absorbance UV.
• Pour détecter les acides aminés qui nabsorbent
  pas lUV (vous savez lesquel.), on doit dabord
  dériver les acides aminés, cest-à-dire leur
  coupler chimiquement une molécule qui, elle,
  absorbe lUV.
• La quantification et lidentification des acides
  aminés se fera à laide de solutions standards
  dacides aminés quon aura séparé avec le même
  système lors dune expérience préliminaire.

6 M HCl
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Analyse des acides aminésDétection des acides
aminés

• Alors quon peut détecter Trp, Phe et Tyr grâce à
  leur A260-280nm, cest impossible pour les autres
  acides aminés
• La ninhydrine réagit avec le groupe amine des
  acides aminés, générant un produite de couleur
  pourpre (jaune dans le cas de Pro).
• La réaction à la ninhydrine permet alors de
  détecter et quantifier (A570nm) les acides aminés
  éluant des fractions lors de la chromatographie
  par échange dions.

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Chromatographie liquide à haute pression (HPLC)
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Chromatographie liquide à haute pression (HPLC)

• La quantité relative de chaque acide aminé est
  donnée par laire sous la courbe.

http//www.protein.iastate.edu/aaa_figure3.html
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Peptide - ionisation

• Chaque peptide peut exister sous différentes
  formes protonées, dépendant du pH et de sa
  composition en acides aminés
• Les groupes amino et carboxy terminaux peuvent
  être protonés/ionisés exactement comme pour
  lacide aminé libre
• La chaîne latérale peut aussi être ionisée, si
  des groupes ionisables sont présents
• Les groupes NH2 et COOH impliqués dans la liaison
  peptidique ne sont PAS ionisables.
• Ainsi, il existera pour chaque peptide/protéine
  une valeur de pH où le peptide/protéine ne
  possèdera pas de charge nette ce pH sera le
  point isoélectrique du peptide/protéine en
  question.
• Exemple ionisation du peptide GAVFD à pH 2, 6 et
  12.

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Exemples de peptides1. Aspartame sucre
artificiel
2. Ocytocine stimule les contractions utérines
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Exemples de peptides3.Insuline
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Exemples de peptides4.Cystic Fibrosis
Transductance Regulator

• Chaîne polypeptidique de 1480 acides aminés
• Responsable du transport des ions chlorure de
  part et dautre de la membrane cellulaire
• La mutation de F508 mène à une protéine
  non-fonctionnelle et à la fibrose kystique.
• Quelle est la Mr approximative de CFTR?

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Propriétés générales des protéines1. Les
protéines varient beaucoup selon leur Mr.
Protéine Mr (kDa) résidus chaînes
Insuline 5.7 51 2
Cytochrome c 13 104 1
Ribonucléase A 13.7 124 1
Lysozyme 13.9 129 1
Myoglobine 16.9 153 1
Chymotrypsine 21.6 241 3
Chymotrypsinogène 22 245 1
Hémoglobine 64.5 574 4
Albumine sérique 68.5 550 1
Hexokinase 102 800 2
Immunoglobuline G 145 1,320 4
RNA polymérase 450 4,100 5
Apolipoproteine B 513 4,536 1
Glutamate déshydrogenase 1,000 8,300 40
Source Biochemistry. Lehninger.
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Protéines multimériques

• Les protéines ayant plus quune chaîne
  polypeptidique sont dites multimériques
• Différents types de protéines multimériques
  existent
• Homo/oligomères 2 copies ou plus de la même
  chaîne dacides aminés
• Hétéromères différentes chaînes polypeptidiques
  forment la protéine.
• Les composantes polypeptidiques dune protéine
  multimérique (i.e. les sous-unités) peuvent être
  maintenues ensemble de plusieurs façons
• Ponts disulfure
• Liaisons hydrogène
• Interactions hydrophobes
• Interactions électrostatiques
• Les protéines multimériques nécessitent, la
  plupart du temps, que toutes leurs sous-unités
  soient présentes pour être fonctionnelles.
• Plusieurs protéines multimériques peuvent changer
  de partenaire, ce qui permet par exemple de les
  inhiber/activer, ou de leur donner une fonction
  différente.

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Importance des protéines multimériques- polarité
planaire des cellules
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Importance des protéines multimériques- polarité
planaire des cellules
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Propriétés générales des protéines2. Les
protéines varient beaucoup selon leur pI.
Protéine pI
Pepsine 1
Albumin de lœuf 4.6
Albumine sérique 4.9
Uréase 5
b-lactoglobuline 5.2
Hémoglobine 6.8
Myoglobine 7
Chymotrypsinogène 9.5
Cytochrome c 10.7
Lysozyme 11
Source Biochemistry. Lehninger.
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Propriétés générales des protéines3. Fréquence
de la composition en acides aminés
Nombre de résidus par molécule de protéine Nombre de résidus par molécule de protéine
Acide aminé Cytochrome c humain Chymotrypsinogène bovine
Leu 6 19
Lys 18 14
Met 3 2
Phe 3 6
Pro 4 9
Ser 2 28
Thr 7 23
Trp 1 8
Tyr 5 4
Val 3 23
Total 104 245
Nombre de résidus par molécule de protéine Nombre de résidus par molécule de protéine
Acide aminé Cytochrome c humain Chymotrypsinogène bovine
Ala 6 22
Arg 2 4
Asn 5 15
Asp 3 8
Cys 2 10
Gln 2 10
Glu 8 5
Gly 13 23
His 3 2
Ile 8 10
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Propriétés générales des protéines3. Fréquence
de la composition en acides aminés
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Propriétés générales des protéines4. Les
protéines peuvent inclure dautres groupements
que des acides aminés.
Classe Groupe prosthétique Exemple
Lipoprotéine Lipides b1-lipoprotéine (sang)
Glycoprotéine Carbohydrates (sucres) Immunoglobuline G (sang)
Phosphoprotéine Groupement phosphate Caséine (lait)
Hémoprotéine Hème (porphyrine à atome de Fer) Hémoglobine
Flavoprotéine Nucléotides flavines Succinate déshydrogénase
Métalloprotéine Fe Zn Ca Cu Ferritine Alcool déshydrogénase Calmoduline Plastocyanine
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Propriétés générales des protéines5. Les
protéines adoptent une forme bien précise.

• Chaque polypeptide adopte une forme ou
  conformation précise.
• Cette conformation est unique à chaque
  polypeptide

• Une protéine qui adopte la bonne conformation est
  dite native
• Toute altération de la conformation dune
  protéine (p.ex. par chauffage) dénature la
  protéine et mène généralement à son inactivation.