Que sont les protéines

Avant de découvrir les monomères des protéines, voyons ce que sont les protéines. Les protéines sont des polymères naturels qui jouent un rôle vital dans les processus vitaux. Les protéines représentent plus de 50 % du poids sec des cellules et sont présentes en plus grande quantité que toute autre biomolécule. Par conséquent, ils diffèrent grandement des autres principaux types de biomolécules, notamment les lipides, les glucides et les acides nucléiques. Plus important encore, les protéines sont les biomolécules les plus étudiées en raison de leur structure, leurs fonctions, leurs propriétés physicochimiques, leur modification et leurs applications, en particulier dans les domaines scientifiques les plus avancés tels que le génie génétique, les matériaux respectueux de l'environnement, les nouveaux composites à base de sources renouvelables. Les protéines en tant que biomolécules sont responsables de la réalisation de nombreuses fonctions majeures dans les systèmes biologiques, notamment la catalyse enzymatique (par les enzymes), la défense (par les immunoglobulines, les toxines et les antigènes de surface cellulaire), le transport (par les transporteurs circulants), le support (par les fibres), le mouvement (en formant des fibres musculaires telles que le collagène, la kératine et la fibrine), la régulation (par des protéines osmotiques, des régulateurs de gènes et des hormones) et le stockage (par liaison ionique). Les protéines sont d'importantes ressources renouvelables produites par les animaux, les plantes et les micro-organismes tels que les virus et les bactéries. Certaines protéines végétales importantes comprennent la zéine, les protéines de soja et les protéines de blé. La caséine et la fibroïne de soie sont des protéines présentes chez les animaux. Des exemples de protéines bactériennes majeures comprennent la lactate déshydrogénase, la chymotrypsine et la fumarase.

Les protéines sont formées par l'assemblage d'un grand nombre d'unités monomères. Les protéines contiennent un ou plusieurs polypeptides. Chaque chaîne polypeptidique est formée par la jonction d'un grand nombre d'acides aminés par des liaisons chimiques appelées liaisons peptidiques. Le gène codant pour cette protéine spécifique détermine la séquence d'acides aminés. Une fois qu'une chaîne polypeptidique est formée, elle se replie pour donner une structure tridimensionnelle spécifique, qui est unique à cette chaîne polypeptidique particulière. La conformation d'une chaîne polypeptidique est déterminée principalement par la séquence d'acides aminés et de multiples interactions faibles entre les parties de la chaîne polymère. Ces interactions faibles peuvent être perturbées en appliquant de la chaleur ou en ajoutant un produit chimique qui change finalement la conformation de la structure 3-D du polypeptide. Ce processus de perturbation est connu sous le nom de dénaturation des protéines. La dénaturation finira par arrêter l'activité fonctionnelle des protéines. Par conséquent, la structure de la protéine est très importante pour maintenir leurs rôles.

Structure des protéines

La structure des protéines peut être discutée en termes de quatre niveaux de structures; primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire. Les structure primaire d'une protéine est sa séquence d'acides aminés. Il existe deux types de structures secondaires; -hélice et -feuille. Les structure tertiaire des protéines est déterminé par la structure tridimensionnelle, qui peut être globulaire ou fibreuse. La structure tertiaire est plus complexe et compacte. Structure quaternaire d'une protéine est beaucoup plus complexe en raison de son degré plus élevé de modèles de repliement. La plupart des protéines à structure quaternaire contiennent des sous-unités qui sont maintenues ensemble par des liaisons non covenantes. Par exemple, l'hémoglobine a quatre sous-unités.

Quels sont les monomères de protéines

Un monomère est l'unité fonctionnelle et structurelle principale d'un polymère. Ce sont les éléments constitutifs des polymères. Le monomère d'une protéine est un acide aminé. Un grand nombre de molécules d'acides aminés se réunissent par des liaisons peptidiques pour former des chaînes polypeptidiques. Deux chaînes polypeptidiques ou plus sont réunies pour former de grandes protéines. La séquence d'acides aminés détermine la structure et la fonction d'une protéine.

Structure générale d'un acide aminé

Il existe 20 acides aminés différents qui forment toutes les protéines du système biologique en s'organisant en différentes séquences. La séquence d'acides aminés est connue comme la structure primaire d'une protéine. Lorsque l'on considère la formule chimique d'une molécule d'acide aminé, elle contient trois groupes; groupe amino (-NH₂), un groupe acide carboxylique (-COOH) et une chaîne latérale (groupe R), qui est spécifique à chaque acide aminé. L'acide aminé le plus simple contient un atome d'hydrogène en tant que groupe R connu sous le nom de glycine.

Les références:

Belgacem, M.N., & Gandini, A. (Eds.). (2008). Monomères, polymères et composites issus de ressources renouvelables. Amsterdam: Elsevier. Moore, J.N. et Slusher, H.S. (1970). Biologie: Une recherche d'ordre dans la complexité. Grand Rapids: Pub Zondervan. Loger. Raven, P.H. et Johnson, G.B. (1988). Comprendre la biologie. Saint-Louis: Times Mirror/Mosby College Pub. Walsh, G. (2002). Protéines: Biochimie et biotechnologie. Chichester: J. Wiley. Whitford, D. (2005). Protéines: Structure et fonction. Hoboken, New Jersey: J. Wiley & Sons. Courtoisie d'image: "Structure primaire de la protéine" Par l'Institut national de recherche sur le génome humain - (Domaine public) via Commons Wikimedia "AminoAcid ball" Par GYassineMrabetTalk - créé avec Inkscape. – Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia