Concept des protéines

Nous expliquons ce que sont les protéines et les types de protéines qui existent. A quoi ils servent, leurs niveaux structurels et leur alimentation.

Qu’est-ce qu’une protéine ?

Les protéines sont des macromolécules constituées d’unités structurelles appelées acides aminés. Ils contiennent toujours du carbone, de l’oxygène, de l’azote, de l’hydrogène et souvent aussi du soufre dans leur structure.

Les acides aminés sont des molécules organiques composées d’un groupe fonctionnel amino (-NH2) à une extrémité et d’un groupe fonctionnel carboxyle (-COOH) à l’autre extrémité. Il existe vingt acides aminés fondamentaux qui, dans diverses combinaisons, constituent la base des protéines. Deux exemples d’acides aminés sont l’alanine et la cystéine :

Pour former des protéines, les acides aminés sont réunis par des liaisons peptidiques, c’est-à-dire l’union de l’extrémité portant le groupe fonctionnel amino (-NH2) d’un acide aminé avec l’extrémité contenant le groupe fonctionnel carboxyle (-COOH) d’un autre acide aminé. De cette façon, les acides aminés sont liés dans différentes combinaisons et autant de fois que nécessaire, jusqu’à ce que chaque protéine spécifique soit formée. Un exemple de la façon dont la liaison peptidique est formée peut être vu dans la figure suivante, où l’alanine est représentée en rose, la cystéine en rouge, et la liaison peptidique en bleu :

Voir aussi : Enzymes

Types de protéines

Les protéines sont très importantes pour l’organisme, car elles interviennent dans tous les processus qu’il réalise. Ils peuvent être classés selon :

• Leur composition chimique :
  • Protéines simples. Appelées aussi holoprotéines, elles ne sont constituées que d’acides aminés ou de leurs dérivés.
  • Protéines conjuguées. Appelées aussi hétéroprotéines, leur structure est formée, en plus des acides aminés, par d’autres substances telles que des métaux, des ions, entre autres.
• Leur forme tridimensionnelle (répartition dans l’espace de leur structure):
  • Protéines fibreuses. Leur structure est sous forme de longues fibres et elles sont insolubles dans l’eau.
  • Protéines globulaires. Leur structure est enroulée et compacte, de forme presque sphérique, et elles sont généralement solubles dans l’eau.

À quoi servent les protéines ?

Les protéines sont indispensables au corps humain et à sa croissance. Certaines de leurs fonctions sont :

• Structurelles. De nombreuses protéines sont chargées de donner forme, élasticité et soutien aux cellules et, par conséquent, aux tissus. Par exemple : collagène, élastine et tubuline.
• Immunologique. Les anticorps sont des protéines qui servent de défense contre les agents externes ou les infections affectant les organismes humains et animaux.
• Moteur. La myosine et l’actine sont des protéines qui permettent le mouvement. De plus, la myosine fait partie de l’anneau contractile dans la division cellulaire, permettant la cytokinèse (séparation des cellules par strangulation).
• Enzymatique. Certaines protéines accélèrent certains processus métaboliques. Des exemples de protéines enzymatiques sont la pepsine et la sucrase.
• Homéostatique. L’homéostasie est le maintien de l’équilibre interne des organismes. Les protéines à fonction homéostatique, ainsi que d’autres systèmes de régulation, maintiennent la régulation du pH de ces organismes.
• Réserve. De nombreuses protéines constituent une source d’énergie et de carbone pour de nombreux organismes. Par exemple : la caséine et l’ovalbumine.

Niveaux structurels des protéines

La structure d’une protéine peut être classée en différents niveaux d’organisation et de distribution de ses unités constitutives, selon :

• Structure primaire. Il s’agit de la séquence d’acides aminés qui composent une protéine (ne fait référence qu’aux types d’acides aminés qui composent sa structure et à l’ordre dans lequel ils sont liés).
• Structure secondaire. Décrit l’orientation locale des différents segments qui composent une protéine. En général, bien qu’il en existe d’autres, les principaux types sont les suivants : L’hélice alpha (c’est un segment avec une structure en spirale sur lui-même) et le feuillet bêta plié (c’est un segment avec une forme étirée et pliée, semblable à un accordéon). Les formes des deux segments sont générées et stabilisées principalement par des interactions de pontage hydrogène.
• Structure tertiaire. Consiste en l’arrangement dans l’espace de la structure secondaire, qui peut se conformer pour former des protéines globulaires ou fibreuses. La structure tertiaire est stabilisée par des interactions de Van der Waals, par des ponts disulfures entre les acides aminés soufrés, par des forces hydrophobes et par des interactions entre les radicaux des acides aminés.
• Structure quaternaire. Formé par l’assemblage de plusieurs segments peptidiques, c’est-à-dire qu’il est composé de l’assemblage de plusieurs protéines. Les protéines ayant une structure quaternaire sont également appelées protéines oligomères et ne constituent pas la majorité des protéines. Cette structure est stabilisée par le même type d’interactions qui stabilisent la structure tertiaire.

Lorsque les protéines sont soumises à des températures élevées, à des changements de pH drastiques, à l’action de certains solvants organiques, entre autres facteurs, elles se dénaturent. La dénaturation est la perte des structures secondaires, tertiaires et quaternaires, qui laisse la chaîne polypeptidique sans structure tridimensionnelle fixe ; on pourrait dire qu’elle est réduite à sa structure primaire. Si la protéine récupère ces structures (revient à sa forme originale), elle est renaturée. L’image suivante représente les différentes structures d’une protéine :

Les aliments riches en protéines

Les aliments riches en protéines sont recommandés pour un régime sain et riche en protéines. Les shakes fournissent une grande partie de l’apport quotidien recommandé en protéines.

Il existe deux types d’aliments riches en protéines, les aliments végétaux et les aliments animaux. Les aliments riches en protéines d’origine animale sont les œufs, le poisson, les produits laitiers et la viande rouge et blanche. Les noix, le soja, les céréales et les légumineuses sont des aliments riches en protéines d’origine végétale.

Références:

• « Motor proteins of the cytoskeleton » par Jose Manuel Andreu (Prix spécial Lasker). (novembre 2012).
• « Química biológica » par Antonio Blanco. Huitième édition, El Ateneo (2006). ISBN : 9500204223.

Dernière édition : 5 octobre 2020. Comment citer : « Protéines ». Auteur : María Estela Raffino. De : Argentine. A : Concepto.de. Disponible à l’adresse suivante https://concepto.de/proteinas/. Consulté le 24 mars 2021.