Fiche de révision : Structure et fonction des protéines

📋 Plan du Cours

1. Hormones pancréatiques et maturation
2. Architecture des immunoglobulines
3. Classes et fonctions des immunoglobulines
4. Hème et formes de l’hémoglobine
5. Structures de la globine
6. Fixation et relargage des gaz
7. Modifications et pathologies

📖 1. Hormones pancréatiques et maturation

🔑 Notions clés & Définitions

• Insuline : Hormone hypoglycémiante produite par les cellules β des îlots de Langerhans.

★ À maîtriser

• 🔄 La maturation de l’insuline suit trois étapes:

  1. Élimination du peptide signal de 23 acides aminés
  2. Formation de la proinsuline et de trois ponts disulfure
  3. Perte du segment C par deux hydrolyses spécifiques

• L’insuline mature comprend une chaîne A de 21 acides aminés et une chaîne B de 30 acides aminés, reliées par deux ponts disulfure interchaînes et un pont intrachaîne dans A.

• Le glucagon est une hormone hyperglycémiante formée d’une seule chaîne polypeptidique de 29 acides aminés, dérivée du préproglucagon et du proglucagon.

Compléments

• La somatostatine contient 14 acides aminés, est produite par le pancréas, l’hypothalamus et certaines cellules intestinales, et inhibe la sécrétion d’insuline et de glucagon.

💡 Astuce mémo

Insuline hypoglycémiante, glucagon hyperglycémiant, somatostatine inhibitrice

📖 2. Architecture des immunoglobulines

🔑 Notions clés & Définitions

• Immunoglobulines : Anticorps synthétisés par les lymphocytes B et présents sous forme liée aux lymphocytes B ou libres dans le plasma.

★ À maîtriser

• Chaque immunoglobuline est un tétramère H2L2 formé de deux chaînes légères identiques de 23 000 Da et de deux chaînes lourdes identiques de 53 000 à 75 000 Da, reliées par des ponts disulfure.

📌 Les régions variables des chaînes lourdes et légères forment chacun des deux sites d’anticorps identiques qui reconnaissent spécifiquement l’antigène, tandis que les régions constantes assurent les autres fonctions de la molécule.

Compléments

• Les chaînes légères possèdent une région variable N-terminale et une région constante C-terminale, tandis que les chaînes lourdes possèdent une région variable N-terminale et trois régions constantes C1, C2 et C3 C-terminales.

💡 Astuce mémo

Un Y formé de deux chaînes lourdes et deux chaînes légères

📖 3. Classes et fonctions des immunoglobulines

★ À maîtriser

• Les cinq classes d’immunoglobulines sont:

  • IgG à chaînes lourdes γ
  • IgA à chaînes lourdes α
  • IgM à chaînes lourdes μ
  • IgD à chaînes lourdes δ
  • IgE à chaînes lourdes ϵ

• Les IgG sont des tétramères, tandis que les IgA peuvent former des polymères de deux ou trois unités tétramériques et les IgM des polymères de cinq unités tétramériques.

Compléments

• Les chaînes lourdes des immunoglobulines sont glycosylées par des liaisons N- et O-glycosidiques, avec un nombre variable de chaînes glycanes selon la classe.

💡 Astuce mémo

GAMDE : γ IgG, α IgA, μ IgM, δ IgD, ϵ IgE

📖 4. Hème et formes de l’hémoglobine

🔑 Notions clés & Définitions

• Hémoglobine : Hétéroprotéine tétramérique constituée d’une globine protéique et de quatre groupements héminiques, qui assure principalement le transport du dioxygène.

📝 Points essentiels

• Chez l’adulte, l’HbA1 de formule α2β2 représente plus de 97 % de l’hémoglobine totale, tandis que l’HbA2 de formule α2δ2 représente 1,5 à 3 %.

• Le groupement héminique dérive de quatre noyaux pyrroles associés en noyau porphyrique auquel est ajouté un ion ferreux Fe2+ central.

💡 Astuce mémo

Fe2+ dans l’hème → fixation réversible de O2

📖 5. Structures de la globine

★ À maîtriser

• La globine est constituée d’environ 70 % d’hélice α ; les chaînes β comportent huit domaines hélicoïdaux A à H, tandis que les chaînes α en comportent sept en raison de l’absence de l’hélice D.

• Dans la structure tertiaire, l’hème se loge entre les segments E et F dans une poche hydrophobe qui protège le fer contre son oxydation de Fe2+ en Fe3+.

• L’HbA1 est un tétramère α2β2 de quatre monomères, chacun associant une globine et un hème, et chaque monomère peut fixer une molécule d’O2.

Compléments

• La chaîne α de la globine contient 141 acides aminés, tandis que les chaînes β, δ et γ en contiennent 146.

• Les gènes α sont regroupés sur le chromosome 16, tandis que les gènes β, δ, ϵ et γ sont regroupés sur le chromosome 11.

💡 Astuce mémo

Primaire → secondaire → tertiaire → quaternaire

📖 6. Fixation et relargage des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Transition allostérique : Changement global de la structure de l’hémoglobine entre une forme T tendue et une forme R relâchée lors de la fixation de l’oxygène.

★ À maîtriser

• La fixation du premier O2 rompt le pont salin, expulse le 2,3-DPG, élargit l’espace entre les noyaux pyrroles et les poches de l’hème, puis convertit l’hémoglobine de la forme T à la forme R.

📌 Dans les tissus riches en CO2 et au pH acide, l’hémoglobine adopte sa forme T, relargue l’O2 et fixe davantage de CO2.

Compléments

📐 Formule — Dans les globules rouges, l’anhydrase carbonique catalyse la réaction $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+$.

• Une partie du CO2 se fixe de manière réversible aux fonctions NH2 terminales des quatre chaînes de globine par carbamylation, sans se fixer à l’hème ni à la place de l’oxygène.

💡 Astuce mémo

Forme T tendue sans O2, forme R relâchée avec O2

📖 7. Modifications et pathologies

★ À maîtriser

• L’HbA1c résulte de la condensation spontanée et non enzymatique d’une molécule de glucose sur l’extrémité N-terminale des chaînes β de l’hémoglobine.

📌 Le dosage de l’HbA1c évalue l’équilibre glycémique à long terme sur les trois dernières semaines, contrairement à la glycémie qui renseigne sur l’état immédiat.

• L’HbS résulte du remplacement d’un glutamate par une valine en position β6, selon la mutation GAG → GTG.

• À l’état désoxygéné, l’HbS tend à se polymériser et à précipiter, ce qui déforme les globules rouges, diminue le transport d’O2 et peut obstruer les capillaires.

Compléments

• Les anomalies des hémoglobines comprennent les mutants structuraux et les thalassémies, qui correspondent à une perte de chaînes.

💡 Astuce mémo

Glycémie prolongée → HbA1c ; mutation β6 → HbS

📊 Tableaux de synthèse

Principales protéines étudiées