Fiche de révision : Peptides et analyse protéique

📋 Plan du Cours

1. Liaison peptidique et conformation
2. Classification des peptides et protéines
3. Nomenclature et structure primaire
4. Formes et fonctions des protéines
5. Propriétés physico-chimiques
6. Dosage colorimétrique des protéines
7. Composition et extrémités peptidiques
8. Séquençage et production protéique

📖 1. Liaison peptidique et conformation

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison peptidique : Résulte de l’amidification du groupement carboxyle d’un acide aminé par le groupement amine du suivant, avec libération d’eau.

★ À maîtriser

• La liaison peptidique est stabilisée par résonance, possède un caractère partiel de double liaison, est polaire, plane et très stable, son hydrolyse spontanée étant quasiment inexistante.

📌 La configuration de la liaison peptidique est généralement trans, tandis qu’une configuration cis est possible lorsqu’une proline est engagée, concernant environ 10 % des prolines humaines.

Compléments

• Les deux angles de rotation d’une chaîne peptidique sont Φ entre l’azote et le carbone α, et Ψ entre le carbone α et le carbone carbonylé.

💡 Astuce mémo

Liaison peptidique plane et rigide, rotations Φ et Ψ plus libres

📖 2. Classification des peptides et protéines

★ À maîtriser

📌 Les oligopeptides contiennent 2 à 10 acides aminés, les polypeptides 10 à 100 acides aminés et les protéines plus de 100 acides aminés avec une masse moléculaire supérieure à 10 000 Da.

• L’insuline monomérique possède 51 acides aminés et une masse de 6 000 Da, tandis que son hexamère atteint 36 000 Da.

📌 Les holoprotéines sont constituées uniquement d’acides aminés, tandis que les hétéroprotéines associent des acides aminés à un groupement prosthétique.

Compléments

• L’ocytocine est un nonapeptide hormonal hypophysaire dont une boucle formée par un pont disulfure augmente la résistance aux protéases et la biodisponibilité.

💡 Astuce mémo

Oligopeptide → polypeptide → protéine

📖 3. Nomenclature et structure primaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure primaire : Correspond à l’ordre des acides aminés dans la chaîne et à l’emplacement de toutes les liaisons disulfure.

★ À maîtriser

📌 Par convention, la séquence peptidique est écrite de l’extrémité N-terminale à gauche vers l’extrémité C-terminale à droite, le premier acide aminé prenant la terminaison « yl » et le dernier conservant son nom entier.

📌 Ala-Gly et Gly-Ala sont deux peptides différents bien qu’ils contiennent les mêmes acides aminés, car leur ordre est inversé.

Compléments

• L’alignement séquentiel superpose plusieurs séquences afin de repérer les régions homologues en maximisant les coïncidences, avec introduction éventuelle de trous correspondant à des insertions ou délétions.

💡 Astuce mémo

N-ter à gauche, C-ter à droite : Ala-Gly ≠ Gly-Ala

📖 4. Formes et fonctions des protéines

★ À maîtriser

📌 Les protéines globulaires ont un rapport axial inférieur à 10, sont généralement solubles et placent les acides aminés apolaires au cœur et les acides aminés polaires en surface.

📌 Les protéines fibreuses ont un rapport axial supérieur à 10, sont allongées et insolubles, et assurent principalement des fonctions structurales ou protectrices.

Compléments

• La kératine constitue notamment les ongles et les cheveux, tandis que le collagène est le principal composant fibreux des os, des cartilages, des tendons et du derme.

💡 Astuce mémo

Globulaire soluble, fibreuse structurale, mixte intermédiaire

📖 5. Propriétés physico-chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Caractère amphotère : Permet de s’ioniser selon le pH et d’exercer un pouvoir tampon au niveau de leurs extrémités et de leurs chaînes latérales ionisables.

★ À maîtriser

📌 Lorsque les groupements acides sont plus nombreux que les groupements basiques, le pH isoélectrique est inférieur à 7, tandis qu’il est supérieur à 7 lorsque les groupements basiques sont plus nombreux.

📌 L’électrophorèse sépare les protéines selon leur charge nette et leur masse moléculaire, qui déterminent leur mobilité dans un champ électrique.

Compléments

• Le pH isoélectrique vaut 1 pour la pepsine, 4,9 pour l’albumine sérique, 6,8 pour l’hémoglobine et 10,6 pour le cytochrome C.

💡 Astuce mémo

Composition ionisable → charge nette → séparation électrophorétique

📖 6. Dosage colorimétrique des protéines

★ À maîtriser

• L’absorption des protéines à 280 nm dépend de la présence de tryptophane, tyrosine ou phénylalanine, tandis que les liaisons peptidiques absorbent spécifiquement entre 180 et 230 nm.

📌 La réaction du Biuret, réalisée en milieu alcalin avec des ions cuivre, forme un complexe violet absorbant à 535 nm et nécessite au moins quatre liaisons peptidiques, soit au moins cinq acides aminés.

📌 La méthode de Bradford utilise le bleu de Coomassie, qui devient bleu en milieu acide après liaison aux protéines, notamment à l’arginine, et elle est plus sensible que le Biuret et la BCA.

Compléments

📌 La méthode BCA est basée sur le cuivre et l’acide bicinchoninique, forme un complexe pourpre absorbant à 562 nm et est très sensible, rapide et compatible avec les détergents.

💡 Astuce mémo

Biuret → BCA → Bradford : sensibilité et rapidité croissantes

📖 7. Composition et extrémités peptidiques

★ À maîtriser

• L’analyse d’une protéine commence par sa purification, puis détermine sa composition en acides aminés avant d’établir leur séquence dans l’ordre N-terminal, C-terminal puis intra-chaîne.

• L’hydrolyse acide utilise HCl 6 N à 110 °C pendant 24 à 72 heures, détruit le tryptophane, convertit la glutamine et l’asparagine en glutamate et aspartate, mais ne rompt pas les ponts disulfure.

• La chromatographie par échange d’ions identifie et quantifie les acides aminés hydrolysés selon leur temps de rétention et leur profil d’élution, sans déterminer leur ordre dans la chaîne.

Compléments

• L’hydrolyse basique utilise NaOH 2 à 4 N pendant 6 heures à 100 °C, ne provoque pas de désamination mais dégrade l’arginine, la thréonine, la cystéine et la sérine.

💡 Astuce mémo

Purifier → hydrolyser → analyser la composition → identifier N et C

📖 8. Séquençage et production protéique

📝 Points essentiels

📌 La méthode d’Edman séquence les peptides depuis l’extrémité N-terminale en répétant l’identification successive des acides aminés sous forme de dérivés PTH.

• La trypsine coupe en milieu basique après l’arginine ou la lysine, tandis que la chymotrypsine coupe en milieu basique après la phénylalanine, la tyrosine ou le tryptophane.

• Avant le séquençage, les ponts disulfure sont réduits par le DTT ou le 2-mercaptoéthanol, puis l’acide iodoacétique empêche leur réoxydation.

📌 La synthèse chimique directe de Merrifield convient aux peptides mais pas aux grandes protéines, pour lesquelles la production par génie génétique permet d’obtenir des protéines recombinantes.

💡 Astuce mémo

Fragmenter → séquencer → chevaucher → produire

📊 Tableaux de synthèse

Classification selon la taille