Les différents types de structure des protéines et des acides nucléïques

La structure primaire

C'est la séquence en acides aminés, c'est-à-dire l'enchaînement des acides aminés reliés par une liaison appelée peptidique.

Les propriétés physico-chimiques particulières des chaînes latérales des acides aminés confèrent leur structure aux protéines.

Les structures secondaires

C'est l'ensemble des structures locales spécifiques qu'adoptent certaines parties d'une protéine. C'est une étape du repliement des protéines.

Il existe 3 grands types de structures secondaires : les hélices a (à gauche ci-dessous) et les feuillets b (à droite ci-dessous).

 

Les structures secondaires sont elle-mêmes reliées le plus souvent par des boucles.

Ci-contre, boucle à 2 résidus reliant 2 feuillets b ("two residues b-hairpin").

Source : "Super-secondary structure" (Cours "SwissProt")

 

Source : "Tertiary Protein Structure and folds" (Cours "SwissProt")

Les structures super -secondaires ou motifs

C'est une combinaison de structures secondaires. Ces combinaisons sont en nombre restreint. C'est une étape ultérieure du repliement des protéines, souvent associée à la formation des domaines structuraux.

L'exemple ci-contre correspond à l'enchaînement de structures feuillet b - hélice a -feuillet b - hélice a - feuillet b, appelé pli Rossman (Michael Rossman, 1973), caractéristique du domaine de fixation des dinucléotides des déshydrogénases.

La structure tertiaire ou structure tridimensionnelle des protéines

Parmi les innombrables structures que peut adopter une protéine, c'est la seule structure qui lui confère sa fonction biologique.

Ci-contre, repliement tridimensionnel de la calmoduline, protéine impliquée dans la fixation du calcium.

(Image générée avec CHIME®)

 

Les structures tridimensionnelles de l'ADN

De gauche à droite ci-contre, structure de l'ADN A, B et Z.

Source : "DNA" (Wikipedia)

Ci-contre, structure dun ARN de transfert impliqué dans la traduction.

Source : "Transfer RNA " (Wikipedia)

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La structure quaternaire

Certaines protéines sont constituées de plusieurs chaînes polypeptidiques (appelées sous-unités) identiques ou non.

La structure quaternaire est l'arrangement spatial de ces différentes sous-unités

Ci-contre : structure tridimentionnelle de la glutamate déshydrogenase de boeuf compléxée au :

  • NADPH
  • glutamate
  • GTP

Auteurs : Smith, T. J., Peterson, P. E., Schmidt, T., Fang, J., Stanley, C. A. (2001) "Structures of Bovine Glutamate Dehydrogenase Complexes Elucidate the Mechanism of Purine Regulation" J. Mol. Biol. 307, 707

Classification : Oxidoreductase - EC: 1.4.1.3