Biochimie

Les Peptides

Peptides: composés naturels ou synthétiques issus de l'enchaînement limités d'AA entre eux par liaisons covalentes: les liaisons peptidiques.
Ce sont donc des polymères composés de monomères, les AA.
Si le nombre d'AA ≤ 10 = oligopeptide
10 ≤ AA ≤ 100 = polypeptide
AA ≥ 100 = protéine.

1. La liaison peptidique

Fonction de cette liaison

Géométrie de la liaison

Cette liaison existe sous forme d'un mélange en équilibre de 2 formes mésomères.
Forme mésomère: forme développée de même composé différent par la nature de la disposition des liaisons entre les atomes consécutifs.
La liaison peptidique n'est pas stable, elle vacille entre deux formes; O et N se partagent les électrons. Cependant il s'agit d'une liaison très stable, dite « stabilité par résonance ».
Par ailleurs, cette disposition électroniques au niveau de la liaison peptidique, entraîne l'impossibilité d'une rotation autour de la liaison C-N. Cela définit un plan comportant 6 atomes. En revanche, les Carbones alpha sont en « trans » par rapport à la liaison C-N, ce qui définit une ligne brisée.

2. Structure primaire des peptides

Nommer un peptide

On commence à nommer le 1er AA (en N-terminal) en ajoutant le suffixe « yl », puis on nomme les suivants dans l'ordre, tous porteurs de ce même suffixe. On termine par l'AA en C-terminal sans suffixe.
Ex: N-ter Gly – Ser – Val – Asn C-ter
4- Glycyl – Seryl – Valyl – Asparagine
Pour les oligopeptides, on rajoute un préfixe désignant le nombre d'AA qui le composent.

Distinguer composition et séquence

Composition: nom et nombre d'AA constituants la peptide.
Séquence: ordre dans lequel les AA sont disposés.

Technique de détermination de séquence ( = séquençage)

Détermination de la composition en AA

Il y a 2 étapes:
– rompre les liaisons peptidiques soit par hydrolyse acide totale (Hcl à 6M) mais le problème est que cela détruit le Tryptophane et les Gln et Asn sont transformés en Glu et Asp. Soit on utilise l'hydrolyse alcaline (NaOH à 2 à 4M), on obtient alors un mélange d'AA qu'il faut séparer et identifier.
– Séparation des AA et dosage.

Détermination de la séquence

Ces méthodes font appellent à des réactifs chimique ou à des enzymes. Par ailleurs, elles analysent la chaîne soit par les extrémités (C ou N-ter), soit par l'intérieur de la chaîne.

Technique Chimiques:
--> Méthode de Sanger
Ici on ne peut identifier que le 1er AA, le reste de la molécule et perdue lors de l'hydrolyse.

--> Méthode de Dansylation
Mais ici on identifie toujours que le premier AA.

--> Méthode d'Edman
On peut identifier et doser le PTH-AA1.
Cette méthode est dite récurrente car elle conserve la chaîne peptidique, donc on peut refaire la dégradation.
=> « Dégradation récurrente d'Edman ».

Techniques Enzymatiques
On fait agir des exopeptidases.
Exopeptidase = enzyme qui dégrade les peptides par les extrémités. Il existe donc les aminopeptidase, coté N-ter, mais également les carboxypeptidases, coté C-ter.

Techniques Chimiques:
Hydrazinolyse: en milieu anyhdre, en présence d'un réactif hydrazine (NH2 – NH2). Cette hydrazine libère l'AA-Cter.

Techniques Enzymatiques:
On fait agir des carboxypeptidases.

Des actions de plusieurs enzymes ou réactifs chimiques de spécificités différentes sont indispensables pour pouvoir fragmenter le peptide en plusieurs endroits. Ces informations, recoupées entre elles permettront de déterminer la séquence globale du peptide.

Techniques Chimiques:
--> Bromure de Cyanogène
Il n'agit qu'au niveau de la Méthionine en coupant la liaison peptidique qui inclut le COOH de cet AA. Il coupe après la Methionine. Celle-ci est alors transformée en Homosérine lactone.

--> N-bromosuccinimide
Il coupe les liaisons peptidiques incluant le COOH de la Tyr ou du Tryptophane.

Techniques Enzymatiques:
On fait agir des endopeptidase: protéases qui coupent les protéines au sein même de leur séquence. Leur action est spécifique, cad qu'elles ne coupent qu'à un certain niveau.

Celon les cas, on peut-être amenés à rompre les ponts disulfures pour établir la séquence en particulier lorsque le peptide est composé de plusieurs chaînes rattachées entre elles.
Cela va permettre de séparer les chaînes afin d'établir spécifiquement leur séquence.

Il est intéressant de déterminer la structure primaire d'un peptide car cela permet d'anticiper sa fonction.
Par exemple une succession d'AA hydrophobes suggère un possible encrage de ce peptide dans une membrane biologie. On peut également deviner un site actif enzymatique.
Tous les résidus d'une chaîne peptidique n'ont pas la même importance. Certains sont indispensables à la fonction de la protéine, dans ce cas ils sont conservés à travers les espèces. D'autres, moins utiles servent de variabilité entre les espèces.

3. Propriétés physico-chimiques des peptides

Propriétés physiques

Elles dépend de la nature des AA consécutifs.
-> pouvoir rotatoire car C asymétrique.
-> absorbe dans l'UV (180 à 230nm)
si AA aromatiques, alors absorbe aussi à 280nm = propriété importante lors des dosages.

Propriétés chimiques

Leur solubilité varie selon leur taille et leur composition en AA. Ils sont amphotères en fonction de leur pH (en fonction de la composition en AA).
Capacité de la liaison peptidique de former des complexe avec des cations bivalents, comme le Cuivre Cu2+ par exemple.
Ex: réaction de Biuret en milieu alcalin, le cu2+ du Biuret forme un complexe ce qui produit une couleur violette dosable au spectrophotomètre.
Il existe le réactif de Folin qui lui est spécifique de la Tyrosine.

4. Exemple de peptides d'intérêts biologiques

cf. documents associés

5. Synthèse chimique des peptides

cf. documents associés

6. Annexes.

Document supplémentaire

Document associé, en pdf Quelques exercices, en pdf

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