ch9 collet : repliement des proteins dynamique et evo structural

Chapitre 9

I. Repliement des proteines: theorie & exp

A. Renaturation des proteines

Anfinsen study

= renat of ARNase A (124 a.a and 4 ponts disulfure

exp: - denat sol with ureee *M with DTT (reducteur)

- remouve uree par dialyse with O2 at pH 8 it renat 100%

Chapitre 9

I. Repliement des proteines: theorie & exp

A. Renaturation des proteines

Anfinsen study CONCLUSION

- p. se replient spontanement pour prendre leur conformation natice

- SOOO strucutre 1D of p. dicte 3D = p. sont douees d'auto-assemblage

- they also specif des etapes de repliement till native

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

B. Determinants du repliement des proteines

a. sous influence des residus interne

repliement des p. is sous deo des forces phobes et ce sont les residus internes d'une p. qui det son repliement. Les mutations de residus en surface affectent rarement la conformation d'une p.

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

B. Determinants du repliement des proteines

b. prez des helice et des feuillets

why most p. have fort % d'helice & feuillets

- csq de contraintes sterique in p. compactes. They fill espace de facon efficace

- elements de strucutre 2d org via lia H, interaction ionique & F van der Waals. they play role in selection of structure native unique of p.

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

B. Determinants du repliement des proteines

c. structures des p. peuvent s'adapter

-exp Brian Matthews showed remplacement some a.a or remplacement a.a ne perturbait pas la structure globale du lysozyme du phage T4. Il a observe que la structure du lysozyme compense ces mutations par des chgments locaux de la conformation du squelette peptidique.

=> strucutre proteiques possedent un fort pouvoir d'adaptation

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

B. Determinants du repliement des proteines

d.lots of p. sont naturally depliees

up to 33% p. eucaryotes possedent une region non repliee

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

history

Paradox Levinthal = no hazard cause if 100 a.a try 10^13 conformations with only 3 diff angle phi and psi (there is more IRL) if would still take 13,7 billion years to try them all but in reality it take ms to fold a p.

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

a. absorbance to estime C% p. & detect prez cofacteur

- Loi Beer-Lambert A= ε. c. l

A is absorbance

l is longueur in cm of trajet optique

c is C%

ε is coef d'extinction molaire

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

b. dichroisme circulire

- lets estimer le contenu en elements de strucure 2D of p.

- can det spectre CD unique if prez helice alpha & feuillets beta

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

c. mesures rapides to follow repliement p.

- only if small & 2D

- takes qlq ms to go from denat to condition native

- use melangeur rapide called flux interrompu

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

d. effondrement phobe amorcent etapes de repliement

- common in p. globulaire with coeur phobe compact ( they expulse H2O)

- i= globule fondu, affaisse/compresse. if already has elements of strucutre 2D but chaine lat desordonnes

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I. Repliement des proteines: theorie & exp

C. Mecanismes de repliement

e. Theorie du paysage pour repliement des p.

-p. se replient via ajustements de conformation qui dim energie et leur entropie till etat natif

- horizontal = conformation phi, psi & angle de torsion

- vertical = energie libre intere of polypep

- spikes = intermed transitoire local

deltaG= delta H(positif) - TdeltaS(negatif

if less than 100 a.a is less than 1s and in 1 step, if bigger p. can get stuck with some clumps done some not so NEED reorg to franchir barriere energetique post colapse

Chapitre 9

II. Role des proteines auxiliaires du repliement

A. Isomerisation des S-S catalyse in vivo

2SH -> S-S +2e

or reverse with Uree (8M) & DTT to get depliee lack of DTT makes mall repliee

Chapitre 9

II. Role des proteines auxiliaires du repliement

A. Isomerisation des S-S catalyse in vivo

PDI

p. Disulfure isomerase catlyseur o fold ARN

- rupture & reforme to rearage till conformation native

PDI= enzyme eucaryote qui cat reaction echange entre lia S-S & fromation pont S-S

- has 100 a.a, 4 domaine & sie actif motic C-G-H-C

Chapitre 9

II. Role des proteines auxiliaires du repliement

B. PPI or rotamases

= peptidyle cis-trans isonmerase

- cat interconversion des lia pep X-Pro from cis/trans

2 fam: - cyclophilines

- FK506 binding p. de 12kDa or FKBP12

Inhib by imunosuppresseur( stop rejet organes transporte by Lymph T) cycloporine A & FK506 (lactones macrocyclique prod by mushrooms)

Chapitre 9

II. Role des proteines auxiliaires du repliement

C. Chaperonnes molec: systeme GroEL/ES

def

p. that stop formation des agregat intra & intermolec in p. while folding

- most are ATP ase (hydrolyse ATP to detache polypep) like p. de choch thermique (Hsp70, Hsp90, GroEL/ES)

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II. Role des proteines auxiliaires du repliement

C. Chaperonnes molec: systeme GroEL/ES

structure

Hsp60 (GroEL chez E.coli): 14 sous unit 60 kDa in 2 anneaux 7 su around cavite central

GroES is heptamere that forme couvercle over GroEL

Chapitre 9

II. Role des proteines auxiliaires du repliement

C. Chaperonnes molec: systeme GroEL/ES

a. mecanisme groEL/ES

7 su GroES as dome over GroEL (anneau linking 7 ATP & substrat mal replie

- change conformation when open gate to cavite for bien replier => cage d'Anfinsen (covered in grp phobe that prevent agregation)

Chapitre 9

III. Prediction de la structure des p.

A. Prediction des structures secondaires

- Methode Chou-Fasman = class a.a selon favoring helice alpha or feuillet beta by analyse de 29 structure par rayon X

- like Pro and Gly avoid helice a cause deformation or trop souple

Chapitre 9

III. Prediction de la structure des proteines

B. Prediction des structures tertiaires

- par modelisation par homolgie

- ligne up seq d'interet avc p. homologue a une structure connue & correct diff ( a.a substit, isertion,deletion) + calculs de minimisation energie

Chapitre 9

IV. Maladie conformationnelles

developement

- 2d elements in bad conformation

-> open voie to form fibres amyloides (attractive cause lower energie than native)

-> bottes de filaments (feuillet beta parallele to axe)

and can be distingue by diff souches de fibre

Not all of them are toxique ( lost exist in biofilm bacterie or formation melanine) just correlation with maladie or perturbe fx of tissus/organ.

They usually come with age

Chapitre 9

IV. Maladie conformationnelles

A. Maladie a prion

= conformation toxique of PrPc to PrPsc

then makes itsel into the template and induce more repliement infectueuse

Transmisible: Scrapie aka tremblante chex moutons or Vache folle/ESB, CJD consome viande contamine, Kuru (canibalisme)

Sporadique: mod spontanee de la conformation (85% cas)

Genetique: demention, alzheimer: proteiolyse of precurseur du pep amyloide (APP) to pep amyloide beta (AB) causing depots assoc to vaiseaux cerebraux leading to hemorragie