Déterminer la structure 3D d'une protéine biologiquement importante

Procédure

Trouver quelques protéines pertinentes à vos cours

Attention

pas toutes les structures 3D contiennent toutes les chaînes qui composent une macromolécule in vivo (exemple hémoglobine: beaucoup de structures 3D contiennent 2 chaînes au lieu des 4...) pas toutes les structures 3D contiennent les ‘vraies’ chaînes qui composent une macromolécule in vivo (artéfact expérimental. Exemple hémoglobine : 4 x la même chaîne au lieu de 2 chaînes A et 2 chaînes B) pas toutes les structures 3D ‘couvrent’ toute la longueur de la chaîne peptidique !

1. choisir de préférence les structures 3D proposées à partir de ce poster MM PDB http://mm.rcsb.org/

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  Poster PDB proteines (thumb)
• pour les protéines avec médicaments : choisir les structures 3D proposées par PDB (à partir de ce poster) http://pdb101.rcsb.org/browse/you-and-your-health
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    Poster de quelques protéines en lien avec la santé chez PDB.org
• Liste proposée au cours de formation continue PO 422 avec Dr. Marie-Claude Blatter du SIB
  • http://education.expasy.org/cours/PO422/PO422_Liste_3D.pdf

Nom de la protéine ou du complexe	Lien vers UniProtKB/Swiss-Prot (section structure)	Lien vers l’entrée PDB (PDB AC) Exemple de lien: https://www.rcsb.org/3d-view/5wrg	Photo	Remarque	Fichiers .STL prêt à imprimer - imprimés par Julien Dacosta TECFA ou Bertrand Emery (SEM Fablab)
Hemoglobine Humaine	HBB_HUMAN HBA_HUMAN	1a00 4hhb* 2hhb	Hemoglobine complète imprimée en 3D à partir de 2hhb sur PDB (2x2 sous-unités en rouge groupements hème en blanc)	L’hémoglobine est constituée de 2 chaînes HBA et 2 chaînes HBB	Hemoglobin.stl Groupement Heme.stl
COX1 + aspirine COX1 + ibuprofen	PGH1_SHEEP	1pth* 1eqg	COX-1 imprimé en 3D à partir de PGH1 sur PDB - avec ibuprofen glissé entre les deux moitiés de la protéine Proteine Cox1 à partir de 1eqg sur PDB avec Ibuprofen -coupee	Divers AINS (antidouleurs susceptibles de se fixer sur Cox1) Celecoxib.stl Diclofenac.stl Flurbiprofen.stl Ibuprofen.stl Salicylic.stl Nimesulid	COX1-Protein Acide salicylique Ibuprofen Diclofenac
Insuline Humaine	INS_HUMAN	2hiu* 1ben	Insuline imprimée en 3D à partir de 1A7 sur PDB - crayon pour l'échelle	L’insuline est constituée de 2 chaînes (chaîne A : 21 aa, chaîne B : 30 aa). Dans l’entrée 2hiu, la chaîne B ne fait que 29 aa...	InsulineReady2print.stl
Nucléosome (humain)	H4_HUMAN	5b40	Nucleosome (histone + ADN) imprimé en 3D à partir de 5b40 sur PDB - normalement deux tours d'ADN	La structure 3D contient les histones H4, H2A, H2B, H3.2 + ADN	5B40_histone-protein-only.stl ADN-filament-enroule-2-tours_SOLID5.stl
Nucléosome (batracien)	P62799 (H4_XENLA)	1aoi*		H4, H2B11, H33C, H2A1 + ADN
Immuno-globuline IgG	GCAA_MOUSE IGH1M_MOUSE	1igt* 1igy	Immunoglobuline G imprimée en 3D à partir de 1igy sur PDB		IgG1-ready-2-print.stl.zip
ATP Synthase	ATPB_BOVIN	5ara*		Plusieurs sous-unités inclue ATP5B Plus d’info : pdb101.rcsb.org/mot m/72	atp-synthase.stl.zip
tRNA	N'est pas une protéine !	4tna	Impression 3D de l'ARNt Phe sur le poster de PDB	yeast tRNAPhe	4TNA-ready2print.stl
TP53 + DNA	P53_HUMAN	3q06		393 aa : à l'heure de produire ce document aucune structure 3D ne couvre toute la séquence de la protéine
RNA polymérase	RPAB4_YEAST	2e2i*		Plusieurs sous-unités + DNA + RNA
Taq Polymérase	P19821	1TAU	Structure 3D de 1TAU dans PDB imprimée en 3D		1TAU-Taq-polymerase.stl
Amylase	P12070	2die	Structure 3D de l'Amylase à partir de 2die sur PDB impression 3D		2die-amylase.stl
Protéine fluorescente de méduse	GFP_AEQVI	1gfl	Structure de la GFP à partir de PDB 1GFL modèle chaine et surface comparées	Séquence et structure complètes (blue GFP) Green GFP	1GFL_SingleChain-ribbon-thick.stl
Répresseur opéron lactose	LACI_ECOLI	1lbh		Multimère de la même chaîne	lactose-operon-repressor-1lbh.stl
CFTR Protéine dont le défaut cause la mucoviscidose	CFTR_HUMAN P13569	5uak	CFTR - forme normale - imprimée en 3d à partir de 5uak sur PDB	cf. Scénario pour trouver la mutation la plus fréquente la ∂F508 cause la plus fréquente de la mucoviscidose) dans une puce à ADN (µ-array)	CFTR-ready-to-print.stl
CRISPR-Cas9	Q99ZW2	5F9R	Protéine Cas9 en 3D à partir de la structure 5F9R sur PDB avec fermeture éclair comme modèle de l'ADN et l'ARN guide	La fermeture éclair de taille grossière se trouve en mercerie ou récupérer sur un habit / sac.	Cas9-ready-to-print.stl cas9-crispr-printed-with-DNAzip-small.JPG
Spike protein du virus SARS-Cov-2	P0DTC2	6VSB 6VXX	Proteine Spike du virus SARS-Cov configuration ouverte - a partir de 6VSB sur PDB imprimee au -SEMab image	Cf.processus de fabrication SEMlab Service d’impression 3D	ready2print_6vsb-spike-protein-open.stl ready2print_6vsb-spike-protein-openlight.stl ready2print_6VXX-spike-protein-closed.stl ready2print_6VXX-spike-protein-closed-light.stl
Récepteur à l'acétycholine-	P02711	2bg9	Récepteur à l'acétycholine imprimé en 3D à partir de la structure 2bg9 sur PDB	recepteur-nicotiniques.MP4	2bg9-acetycholine-recepteur.stl
Erythropoétine EPO	P01588	1cn4	Erythropoiétine imprimée en 3D à partir de 1cn4 sur PDB		1cn4-EPO.stl

repertoired'exemples-proteines-3d-stl/

Ces structures ont été choisies en collaboration entre Dr. M.C.Blatter du SIB et F. Lombard (IUFE TECFA) et imprimées par Julien Dacosta, Vincent Widmer, Stephane Morand de TECFA, coordonné par Prof. Daniel K. Schneider TECFA. Le Service d’impression 3D du SEMLab en a imprimé une partie

Exemples de questions pour TP de biologie / pour s’en inspirer

• On dit parfois que la séquence d’acides aminés (a.a) détermine la fonction de la protéine. En quoi est-ce correct et en quoi cela est-il incomplet ?
• Comment la structure secondaire et tertiaire est-elle établie avec ce que vous avez pu voir jusqu’ici ? ( dans quels organites ? Comment ?)
• Peut-on actuellement prédire la forme que prendra une protéine à partir de sa séquence ?

• Comment détermine-t-on la forme que prend effectivement une protéine ?
• Comment la forme constatée détermine-t-elle l’activité de la protéine ?
• Comparez la séquence sur UniProtKB, puis la forme 3D pour diverses protéines:
  • Insuline (http://www.rcsb.org/structure/1ben ; alternative (avec la séquence de la protéine: https://www.rcsb.org/3d-view/1ben/))
  • Immunoglobuline IgG ( http://www.rcsb.org/structure/1igy; alternative (avec la séquence de la protéine: https://www.rcsb.org/3d-view/1igy/))
• Quelles parties de la forme de l’hormone, l’anticorps semble être en rapport avec leur fonction ?
• La forme détermine-t-elle seule la fonction ?
• Essayez de déterminer comment la forme d’un anticorps Ig détermine sa fonction ?
• Pour ces deux protéines, quelles parties de la protéine pourraient – à votre avis - changer un peu suite à une mutation sans gravement mettre en cause son fonctionnement et finalement réduire la fécondité de l'animal qui a ce génome-là ?
• Pour quelles autres parties un changement risque-t-il de nuire au fonctionnement de la protéine ?
  • Idem pour l’histone HIST1H4A
  • Idem pour l’insuline INS
  • Idem pour le récepteur à la mélanotropine MC1R
• Concluez sur le lien entre forme et fonction, les limites du modèle « clé- serrure »

Liens externes

• Service d’impression 3D au SEMLab : dédié au DIP

Scénarios pédagogiques où il peut s'intégrer

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