Comment la structure primaire d’une protéine détermine-t-elle sa fonction?

La structure primaire d’une protéine, seule, ne détermine pas sa fonction. Le rôle de l’environnement est crucial (ce qui est un point important à retenir lorsque nous discutons du mauvais repliement des protéines / PDI / agrégation). La même séquence primaire peut avoir des plis différents dans des environnements différents (pH, température) / en présence (ou en l’absence) d’ions différents, etc.

Cela étant dit:

  • La structure primaire d’une protéine joue un rôle très important dans la détermination de la structure native ou du repliement des protéines. [voir: Réponse d’Akshari Gupta à Quelle est la hiérarchie de la structure des protéines?]
  • Le repliement protéique ou son paysage énergétique détermine sa fonction. [voir: Pourquoi le repliement des protéines est-il un problème important? Quelles sont ses applications?]

Comment exactement la structure primaire détermine-t-elle le pli?
Nous ne le savons pas, et ceux qui résolvent cette partie du puzzle se rendront à Stockholm. [voir: Réponse de l’utilisateur de Quora à Quelles sont les raisons spécifiques pour lesquelles il est difficile de prédire la structure tertiaire des protéines? Pourquoi la prédiction du repliement des protéines est-elle si difficile?

Quelle est la relation entre la structure et la fonction des protéines?
C’est une toute nouvelle question et un domaine de recherche actif en biologie structurale et en bioinformatique.

  • Plusieurs études ont identifié des classes spécifiques de plis avec des fonctions.
  • Par exemple, les enzymes transférase et hydrolase sont associées de manière disproportionnée aux plis [math] \ alpha / \ beta [/ math] [Page sur gersteinlab.org].
  • Gerstein Lab à Yale et Babbitt Lab à l’UCSF ont fait beaucoup de travail sur ce sujet (entre autres).

    Eh bien, Ananda a donné une réponse convaincante. La structure primaire fonctionne comme une brique dans la fondation d’une maison appelée protéines fonctionnelles. La structure primaire est reliée par des liaisons covalentes tandis que la structure secondaire est principalement dominée par des liaisons hydrogène, la structure tertiaire étant formée par des interactions encore plus faibles – principalement des interactions hydrophobes et non ioniques. La structure tertiaire forme la structure fonctionnelle des protéines, peut être appelée comme domaines. Les résidus de la structure primaire fonctionnent comme des fragments de site actif pour la catalyse. Généralement, les résidus sérine ou thréonine fonctionnent comme site actif dans la catalyse nucléophile.

    J’espère que cela vous aidera.

    C’est la question à 64 000 $! La réponse la plus concise que je puisse donner est que la séquence primaire d’une protéine détermine sa structure et sa structure détermine sa fonction. Les détails de cette idée ont été un domaine d’étude actif pendant des décennies. Nous progressons enfin dans notre capacité à prédire une structure de protéines à partir de sa séquence primaire. David Baker chez UW est un leader dans ce domaine. La deuxième partie, comment la structure détermine la fonction, est encore plus difficile à prévoir. Franchement, nous sommes vraiment mauvais. Parfois, nous pouvons regarder une protéine, voir qu’elle ressemble beaucoup à une autre protéine (a une haute homologie de séquence), qui est la fonction que nous connaissons et extrapolons à la protéine que nous ne connaissons pas. Mais la capacité de prédire la fonction à partir de la séquence primaire sans compter sur l’homologie de séquence en est à ses balbutiements.

    Le strucutre primaire est une structure linéaire d’une chaîne d’acides aminés reliée l’une à l’autre par une liaison peptidique (et peut être bisulfure) (covalente). La structure primaire elle-même ne détermine pas sa fonction.
    La protéine doit se replier et se stabiliser pour former des éléments structuraux secondaires et une structure tertiaire ou quaternaire finale pour gagner sa fonction. Ces structures stables ou repliées sont formées par des interactions non-covalentes entre des acides aminés tels que des liaisons H, des interactions ioniques, des forces wanderwalls.

    La structure primaire d’une protéine (la séquence d’acides aminés dans la chaîne) détermine comment la protéine va se replier. La séquence des groupes variables et la façon dont ils interagissent entre eux par des liaisons hydrogène et sulfure détermineront la structure secondaire (des hélices alpha et des feuilles bêta plissées), qui aidera à déterminer la structure tertiaire (la forme globale de cette protéine individuelle), et ainsi sa fonction.