Semaine 2 : Les protéines, c'est la vie.

Au cours de cette deuxième séance, nous avons étudier différents éléments pour pouvoir nous permettre de répondre à la problématique suivante : Comment étudier les protéines ? Comment comprendre leur fonction physiologique ?

Nous nous sommes donc penchés sur les termes de "familles chimiques", "protéines" et enfin "acides aminés".

Tout d'abord voici quelques mots de vocabulaire dont il est important de connaître le sens pour comprendre la suite du compte-rendu :

• Une protéine est un enchainement d'acides aminés, constituant essentiel des matières organiques et des êtres vivants.

• La structure primaire est la séquence des acides aminés.

• Les structures secondaires sont les motifs que forment les acides aminés. On reconnait principalement les structures en hélice et en feuillet.

• La structure tertiaire se rapporte aux relations dans l'espace des différentes structures secondaires, hélices et feuillets.

• Les protéines qui contiennent plus d'une chaîne (polypeptidique) présentent un niveau supplémentaire d'organisation: on parle de structure quaternaire.

• La séquence d'une protéine est l'ordre des acides aminés.

Il existe 8 familles chimiques, classées par propriétés chimiques. Ces dernières sont expliquées par un enchaînement particulier d'atomes. On compte donc :

• la famille des alcanes/alcènes/alcyne, qui regroupe les molécules qui ne sont constituées que de carbone (C) et d'hydrogène (H).

Les autres familles comptent, elle, des groupe caractéristiques (partie d'une molécule constituée d'un ou plusieurs atomes différents du carbone et reliés à un atome de carbone de la molécule).

• la famille des alcools, qui rassemble les molécules présentant un groupe caractéristiques (groupe hydroxyle) composé d'un atome d'oxygène (O) lié a un atome d'hydrogène.

• la famille des cétones, qui réunit les molécules présentant le groupe carbonyle, composé d'un atome de carbone effectuant une double liaison avec un atome d'oxygène.

• la famille des aldéhydes, qui compte les molécules présentant un groupe caractéristique composé d'un atome de carbone lié qui effectue une double liaison avec un atome d'oxygène et une maison simple avec un atome d'hydrogène.

• la famille des amines qui rassemble les molécules qui comportent un groupe caractéristique composé d'un atome d'azote lié à deux atomes d'hydrogène.

• la famille des acides qui regroupe les molécules contentant le groupe carboxyle, constitué d'un atome de carbone effectuant une double liaison avec un atome d'oxygène et une liaison simple avec un atome d'oxygène lié à un atome d'hydrogène.

• la famille des esters qui rassemble les molécules contentant un groupe caractéristique constitué d'un atome de carbone effectuant une double liaison avec un atome d'oxygène et une liaison simple avec un atome d'oxygène lié à un atome de carbone .

• et enfin la famille des amides qui compte les molécules possédant un groupe caractéristique composé d'un atome de carbone effectuant une double liaison avec un atome d'oxygène et une liaison simple avec un atome d'azote (N).

Suite à cela, nous nous sommes intéressés aux protéines. Les protéines constituent avec les glucides, les lipides et les acides nucléiques une des grandes familles de molécules organiques vivant. Elles sont composées d'un lot chaînon carboné, avec des atomes d'oxygène, d'hydrogène, d'azote, de souffre (S) et de phosphore (S). Les grandes fonctions d'un organisme, donc d'une cellule sont assumées par les protéines. Il existe cinq "catégories" de protéines, qui remplissent ds rôles différents :

• les protéines de structure (permettre à la cellule de maintenir son organisation dans l'espace)

• les protéines enzymatiques (catalyser des réactions chimiques dans les cellules)

• les protéines hormonales (transmettre un message sous forme chimique)

• les protéines de transport (assurer le transfert des différentes molécules dans et en dehors des cellules)

• les protéines réceptrices ( jouer le rôle de signal déclenchant en réponse un processus ou une c de réaction biochimiques)

Comme nous l'avons évoqué plus haut, les protéines sont constituées d'un enchaînement d'acides aminés.

Les acides aminés sont des molécules qui entrent dans la composition des protéines grâce à leur assemblage par des liaisons que l'on appelle peptidiques (futura-sciences.com). Comme leur nom l'indique, ces molécules possèdent un groupement ou fonction acide ainsi qu'amines. Ils sont également constitués d'un atome de carbone central et d'un atome d'hydrogène. Le reste de la molécule est appelé "chaîne latérale". Cette chaîne peut posséder plusieurs propriétés: elle peut être polaires ou non et posséder une charge. Les acides aminés sont désignés par un nom, et un code à une et trois lettres. Exemple : l'asparagine (N,Asn). Les acides aminés des protéines sont appelés les acides α aminés.

Avant d'étudier les protéines, il était donc nécessaire de se pencher sur les acides aminés qui les constituent.

On peut catégoriser les acides aminés de la manière suivante :

• Apolaires :

(les boules blanches représentent les atomes d'hydrogène, les rouges d'oxygène, les noires de carbone, les bleue d'azote et les jaune de souffre)

• Polaires :

• Acides (chargés négativement)

• Basiques (chargés positivement) :

Nous avons, pour finir, étudié différentes protéines à l'aide du site internet www.uniprot.org :

• - la protéine TAS2R38 qui détecte le PTC

• - le collagène

• - l'amylase

• - l'hémoglobine beta

• - l'insuline

Nous nous sommes penchés sur la fonction, la structure primaire, secondaire,tertaire et quaternaire de ces protéines, et leur lieu de synthèse. Voici un tableau comparatif de ces cinq protéines, par ordre croissant de taille:

En conclusion, on constate que les protéines n'ont pas la même séquence d'acide aminés, qui ne possèdent pas, entre eux, les mêmes groupes caractéristiques.

Or nous savons que les groupes caractéristiques ne confèrent pas les mêmes propriétés chimiques aux molécules qui les comportent.

Les différentes séquences d'acides aminés ainsi que leur composition différente peuvent donc expliquer la différence de fonction physiologique observée chez certaines protéines.

Donc, pour étudier les protéines, et comprendre leur fonction physiologique, il est nécéssaire de se pencher sur les acides aminés qui les composent et les groupes caractéristiques qu'ils comportent.