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5.7:

Protéines intrinsèquement désordonnées

JoVE Core
Cell Biology
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JoVE Core Cell Biology
Intrinsically Disordered Proteins

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Les protéines ont souvent des structures secondaires et tertiaires rigides qui peuvent être déterminées expérimentalement. Cependant, de nombreuses protéines ont des structures flexibles sans conformation fixe. Ces protéines intrinsèquement désordonnées, ou PIDs, doivent changer de forme pour exécuter leurs fonctions dans un organisme.Les sections désordonnées de protéines contiennent beaucoup d’acides aminés hydrophiles car leur chaîne d’acides aminés doit être soluble dans le cytoplasme. Les PIDs contiennent peu d’acides aminés hydrophobes quand toute leur chaîne est flexible. En effet, contrairement aux structures protéiques compactes, ces structures étendues n’ont pas de noyau protéique où les acides aminés hydrophobes peuvent se regrouper.Contrairement aux protéines incorrectes ou dépliées, qui sont habituellement soit recapturées ou dégradées par la cellule, les PDI ne peuvent jamais se replier dans une structure fixe ou ne peuvent être ordonées que dans des conditions cellulaires spécifiques. Lorsqu’un arrangement structuré de la chaîne d’acides aminés se forme dans un PID, ceci est appelé une transition du désordre à l’ordre. Ceci peut être déclenché par une modification covalente ou une interaction avec une autre molécule qui induit une nouvelle conformation.Certains PIDs sont dotés de petits segments flexibles connectant les sections rigides de protéines. Les segments unissent les sections globulaires de la protéine ensemble, tout en leur permettant d’interagir ou d’agir indépendamment avec d’autres cibles. Les segments flexibles peuvent aussi agir comme interrupteurs moléculaires, en modifiant la fonction d’une protéine selon sa conformation.La forme flexible des PIDs leur permet d’interagir de manière unique avec les surfaces d’autres protéines. Ces protéines peuvent s’enrouler autour de leurs partenaires de liaison ou agir comme colle moléculaire, rapprochant diverses autres protéines ensemble. En raison de leur flexibilité, les PIDs peuvent avoir de nombreux partenaires de liaisons différents.Et ils peuvent prendre différentes conformations ordonnées selon leurs interactions. Cela permet à une seule protéine de jouer plusieurs rôles différents dans la cellule.

5.7:

Protéines intrinsèquement désordonnées

Les protéines intrinsèquement désordonnées sont un groupe de protéine qui ne se replie pas dans des structures tridimensionnelles spécifiques. Leur flexibilité structurelle leur permet de compléter des protéines ordonnées pour exécuter des fonctions inaccessibles aux structures rigides. Elles sont plus fréquentes chez les eucaryotes que chez les procaryotes et peuvent être exclusivement des protéines intrinsèquement désordonnées ou hybrides, constitués d’un mélange de régions ordonnées et désordonnées. L’absence d’une structure rigide dans ces protéines peut être attribuée à une abondance de résidus d’acides aminés polaires et chargés et relativement moins d’acides aminés hydrophobes, promouvant une structure ordonnée.

Plusieurs facteurs influencent la forme et le niveau de désordre dans une protéine, tels que le pH et la température. De plus, d’autres protéines auxquelles elles se lient ou auxquelles elles s’associent peuvent également influencer leur forme. Cette liaison peut se produire à travers de multiples sites de liaison et peut entraîner le repliement permanent ou temporaire d’une protéine ou d’une région intrinsèquement désordonnée. Des modifications structurelles sont apportées en raison de caractéristiques de reconnaissance moléculaire : fragments de protéines désordonnées pouvant facilement subir des transitions de désordre à ordre lors de la liaison à d’autres protéines avec des structures définies.

Les modifications post-traductionnelles pendant ou après la synthèse des protéines contribuent également à la structure des protéines intrinsèquement désordonnées. Celles-ci pourraient inclure le clivage enzymatique d’une liaison peptidique dans la protéine précurseur, la formation de liaisons disulfure et des modifications covalentes de protéines avec d’autres molécules ou groupes chimiques.

Suggested Reading

  1. Uversky, V. N. (2016). Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins. Journal of Biological Chemistry, 291(13), 6681-6688.