Structure des protéinesLa structure des protéines est la composition en acides aminés et la conformation en trois dimensions des protéines. Elle décrit la position relative des différents atomes qui composent une protéine donnée. Les protéines sont des macromolécules de la cellule, dont elles constituent la « boîte à outils », lui permettant de digérer sa nourriture, produire son énergie, de fabriquer ses constituants, de se déplacer, etc. Elles se composent d'un enchaînement linéaire d'acides aminés liés par des liaisons peptidiques.
Structure secondairethumb|200px|Schéma de la structure tridimensionnelle de la protéine myoglobine. Cette structure contient de hélices α mais pas de feuillets β. Cette protéine est la première dont la structure a été résolue par cristallographie en 1958, par Max Perutz et John Kendrew, ce qui leur a valu l'attribution du prix Nobel de chimie en 1962. En biochimie et en biologie structurale, la structure secondaire se rapporte uniquement à la description de la structure tridimensionnelle localement adoptée par certains segments de molécules biologiques (molécules définies comme étant des biopolymères, comme c’est le cas pour les protéines et les acides nucléiques (ADN/ARN)).
Neisseria meningitidisNeisseria meningitidis, également connue sous le nom de meningococcus ou méningocoque, est une bactérie diplocoque gram-négative connue pour son rôle dans les méningites. Les méningocoques sont des germes que l'on ne trouve que chez les humains, dans le rhinopharynx, où ils peuvent provoquer une rhinopharyngite bénigne ou un état de portage asymptomatique. On peut rester porteur pendant plusieurs mois ou même des années. Dans une population normale, on trouve 5 à 10 % de porteurs mais ce taux peut atteindre 50 à 75 % dans certaines communautés denses (casernes, pensionnats).
Nucleic acid structure predictionNucleic acid structure prediction is a computational method to determine secondary and tertiary nucleic acid structure from its sequence. Secondary structure can be predicted from one or several nucleic acid sequences. Tertiary structure can be predicted from the sequence, or by comparative modeling (when the structure of a homologous sequence is known).
Structure secondaire d'un acide nucléiquevignette|Représentation des structures des acides nucléiques (primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire) schématisant des doubles hélices d'ADN et des exemples tels que le ribozyme VS, la télomérase et le nucléosome (PDB : ADNA, 1BNA, 4OCB, 4R4V, 1YMO, 1EQZ). La structure secondaire d'un acide nucléique correspond à la conformation obtenue par les interactions entre les paires de bases au sein d'un seul polymère d'acide nucléique ou bien entre deux de ces polymères.
Biomolecular structureBiomolecular structure is the intricate folded, three-dimensional shape that is formed by a molecule of protein, DNA, or RNA, and that is important to its function. The structure of these molecules may be considered at any of several length scales ranging from the level of individual atoms to the relationships among entire protein subunits. This useful distinction among scales is often expressed as a decomposition of molecular structure into four levels: primary, secondary, tertiary, and quaternary.
Changement conformationnelvignette|Exemple de changement conformationnel En biochimie, un changement conformationnel est la transition entre deux géométries moléculaires, souvent induite par des facteurs environnementaux. Une macromolécule est le plus souvent flexible et dynamique, chaque configuration tridimensionnelle possible définissant une conformation. La forme d'une macromolécule peut se modifier en réponse à un changement dans les paramètres environnementaux tels que la température, le pH (acidité, basicité), le champ électrique, la salinité, la lumière (sur les chromophores), la phosphorylation ou la liaison d'un ligand.
Protéineredresse=1.36|vignette|Représentation d'une protéine, ici deux sous-unités d'une molécule d'hémoglobine. On observe les représentées en couleur, ainsi que deux des quatre molécules d'hème, qui sont les groupes prosthétiques caractéristiques de cette protéine. redresse=1.36|vignette|Liaison peptidique –CO–NH– au sein d'un polypeptide. Le motif constitue le squelette de la protéine, tandis que les groupes liés aux sont les chaînes latérales des résidus d'acides aminés.
Nucleic acid structure determinationExperimental approaches of determining the structure of nucleic acids, such as RNA and DNA, can be largely classified into biophysical and biochemical methods. Biophysical methods use the fundamental physical properties of molecules for structure determination, including X-ray crystallography, NMR and cryo-EM. Biochemical methods exploit the chemical properties of nucleic acids using specific reagents and conditions to assay the structure of nucleic acids.
Structure tertiaireEn biochimie, la structure tertiaire ou tridimensionnelle est le repliement dans l'espace d'une chaîne polypeptidique. Ce repliement donne sa fonctionnalité à la protéine, notamment par la formation du site actif des enzymes. . La structure tertiaire correspond au degré d'organisation supérieur aux hélices α ou aux feuillets β. Ces protéines possèdent des structures secondaires associées le long de la chaîne polypeptidique. Le repliement et la stabilisation de protéines à structure tertiaire dépend de plusieurs types de liaisons faibles qui stabilisent l'édifice moléculaire.
Conformational ensemblesIn computational chemistry, conformational ensembles, also known as structural ensembles, are experimentally constrained computational models describing the structure of intrinsically unstructured proteins. Such proteins are flexible in nature, lacking a stable tertiary structure, and therefore cannot be described with a single structural representation. The techniques of ensemble calculation are relatively new on the field of structural biology, and are still facing certain limitations that need to be addressed before it will become comparable to classical structural description methods such as biological macromolecular crystallography.
Prédiction de la structure des protéinesLa prédiction de la structure des protéines est l'inférence de la structure tridimensionnelle des protéines à partir de leur séquences d'acides aminés, c'est-à-dire la prédiction de leur pliage et de leur structures secondaire et tertiaire à partir de leur structure primaire. La prédiction de la structure est fondamentalement différente du problème inverse de la conception des protéines. Elle est l'un des objectifs les plus importants poursuivis par la bioinformatique et la chimie théorique.
Repliement des protéinesthumb|right|300px|Repliement des protéines Le repliement des protéines est le processus physique par lequel un polypeptide se replie dans sa structure tridimensionnelle caractéristique dans laquelle il est fonctionnel. Chaque protéine commence sous forme de polypeptide, transcodée depuis une séquence d'ARNm en une chaîne linéaire d'acides aminés. Ce polypeptide ne possède pas à ce moment de structure tridimensionnelle développée (voir côté gauche de la figure).
Vaccinvignette|Trois ampoules de verre du vaccin contre le choléra, Paris, France, 1924. vignette|Publication marquant en 1896 le centenaire de la découverte de la vaccine par Jenner. Un 'vaccin' est une préparation biologique administrée à un organisme vivant afin d'y stimuler son système immunitaire et d'y développer une immunité adaptative protectrice et durable contre l'agent infectieux d'une maladie particulière.
Structure quaternairevignette|Structure quaternaire de l'hémoglobine humaine. Deux sous-unités α et deux sous-unités β forment le tétramère fonctionnel de l'hémoglobine. Elles sont arrangées avec un enchaînement de type αβαβ. La structure quaternaire d'une protéine multimérique est la manière dont sont agencées les différentes chaînes protéiques, ou sous-unités, à l'état natif les unes par rapport aux autres. Ce qualificatif ne s'applique qu'aux protéines multimériques, c'est-à-dire ne contenant pas qu'une seule sous unité.
Feuillet bêtaLes feuillets β ou feuillets β plissés est la deuxième forme de structure secondaire régulière observée dans les protéines, avec une fréquence de présence plus faible que les hélices α. Les feuillets β sont constitués de brins bêta (brins β) reliés latéralement par au moins deux ou trois liaisons hydrogène entre des atomes du squelette carboné de la chaine polypeptidique pour former un plan plissé (comme un accordéon), généralement tordu.
Antigen processingAntigen processing, or the cytosolic pathway, is an immunological process that prepares antigens for presentation to special cells of the immune system called T lymphocytes. It is considered to be a stage of antigen presentation pathways. This process involves two distinct pathways for processing of antigens from an organism's own (self) proteins or intracellular pathogens (e.g. viruses), or from phagocytosed pathogens (e.g. bacteria); subsequent presentation of these antigens on class I or class II major histocompatibility complex (MHC) molecules is dependent on which pathway is used.
Vaccin à ADNLa vaccination par ADN est une technique de protection contre les maladies par injection d'ADN génétiquement modifié. L'ADN injecté entraîne chez les cellules visées une réponse immunologique protectrice par la production d'un antigène. Les vaccins à ADN présentent des avantages potentiels par rapport aux vaccins classiques, y compris la capacité à induire une plus large gamme de types de réponses immunitaires. Cette approche vaccinale a permis d’obtenir des résultats prometteurs lors d’expérimentations sur des modèles animaux.
Interaction protéine-protéinethumb|upright=1.2|L'inhibiteur de la ribonucléase en forme de fer à cheval (en représentation « fil de fer ») forme une interaction protéine–protéine avec la protéine de la ribonucléase. Les contacts entre les deux protéines sont représentés sous forme de taches colorées. Une Interaction protéine–protéine apparait lorsque deux ou plusieurs protéines se lient entre elles, le plus souvent pour mener à bien leur fonction biologique.
Vaccin à sous-unitésUn vaccin à sous-unités ou vaccin sous-unitaire est un vaccin qui contient des parties purifiées d'agents pathogènes qui sont antigéniques ou nécessaires pour induire une réponse immunitaire protectrice. Au contraire d'un vaccin à virus atténué ou à virus inactivé, il ne contient que les parties antigéniques telles que des sous-unités protéiquess, des polysaccharides ou des peptides. Puisqu'il ne contient aucune partie « vivante » de l'agent pathogène, il n'y a aucun risque qu'il introduise la maladie, il est plus sécuritaire et plus stable qu'un vaccin qui contient le pathogène complet.
