Protéine hydrophile ou hydrophobe ?

[invitecaaa35e0]

Bonjour !

Je cherche à déterminer si ma protéine est hydrophile ou hydrophobe à partir de sa séquence en acides aminés et de sa charge globale.

J'ai compté un nombre bien supérieur d'acides aminés hydrophobes que d'acides aminés hydrophiles... Celà suffit-il à dire que la protéine est hydrophobe ? J'ai lu qu'il faut tenir compte de la structure tertiaire, car les acides aminés hydrophobes se regroupent au centre de la protéine, mais comment en tenir compte ?

Quel rapport entre la charge globale de la protéine et le caractère hydrophile/hydrophobe?

Merci par avance pour votre aide !
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[NeXeN]

Les acides aminés polaires ou chargés vont donc être mis à l'extérieur de la protéine si les conditions aux pourtours de la protéine sont hydrophiles. Même constat pour les acides aminés hydrophobes (ex des protéines membranaires: les acides aminés hydrophobes "encapsulent" les polaires/chargés à l'intérieur de l'enzyme, car la membrane est ultra hydrophobe).

En faisant, par exemple, une électrophorèse 1D de séparation de charge, tu pourras savoir si ta protéine est GLOBALEMENT chargée positive (la protéine migre vers la borne -), négative (vers la borne +) ou neutre (pas de mouvement, elle reste au centre de ton gel). Je me demande même si une chromatographie n'est pas envisageable. Sinon, teste si ton enzyme se solubilise dans un tampon polaire (phosphate, ...) ou dans un tampon hydrophobe...

[invitecaaa35e0]

Merci pour ta rapide réponse

Je suis d'accord que les acides aminés polaires se mettent à l'extérieur, mais comment en déduire si la protéine est hydrophobe ou hydrophile ?

Le problème est que ceci est un devoir théorique et que je n'ai pas du tout la possibilité de faire des expériences !! Alors je ne vois pas comment m'y prendre

[NeXeN]

Au pire, si tu connais toute la séquence, bah... tu comptes les polaires/chargés et les hydrophobes...

[A voir en vidéo sur Futura]

[noir_ecaille]

@ NeXen

Pas si simple

Exemple : Dans le collagène, on compte beaucoup d'acides aminés apolaires (dont un tiers de résidus de glycine et un quart de proline) qui forment les hélices alpha. Pourtant c'est une protéine commune du liquide interstitiel -- principalement constitué par H₂O

Comme quoi le ratio d'acides aminés polaires/apolaires n'est pas un critère d'hydrophilie protéique

[NeXeN]

Le collagène est une protéine hydrophobe de la MEC

[noir_ecaille]

Traduction de MEC, SVP

Par contre en quoi est-ce une protéine hydrophobe ?

Des infos ! des infos ! des infos !

[TanguyE]

MEC= Matrice extracellulaire

C'est tout ce que je me souviens de mes cours d'histo

[Topoisomerase]

pour moi le seul moyen sans expérimentation c'est la comparaison de séquence, prédiction de domaine protéique et séquence II pour avoir des info valables.

[invite7094fe3d]

@ NeXen

Pas si simple

Exemple : Dans le collagène, on compte beaucoup d'acides aminés apolaires (dont un tiers de résidus de glycine et un quart de proline) qui forment les hélices alpha. Pourtant c'est une protéine commune du liquide interstitiel -- principalement constitué par H₂O

Comme quoi le ratio d'acides aminés polaires/apolaires n'est pas un critère d'hydrophilie protéique

Dans le cas du collagène ce ne serait pas 3 hélices gauches plutôt car de mémoire le collagène contient beaucoup de proline et de glycine, AA qui ont tendance à donner une hélice bêta, non ?

[invitedeb0206a]

Bonsoir.
Disposes tu d'informations sur la structure tertiaire de ta protéine? connais tu sa localisation dans la cellule ou dans l'organisme? quelle est cette protéine?

[LXR]

De fortes chances de trouver ton bonheur ici : http://www.expasy.org/tools/#proteome

[invitecaaa35e0]

Merci à tous pour vos réponses !!

C'est justement parce que le ratio d'acides aminés hydrophobe/hydrophile ne suffit pas à prédire le statut hydrophile ou hydrophobe de la protéine que je suis perdue !

@Topoisomerase : Je dois comparer ma séquence avec quoi ? Comment on prédit un domaine ? Je connais les structures secondaires et tertiaire aussi mais... je ne vois pas non plus quoi en déduire !

@siliamnerack : Ah oui oui j'ai sa structure primaire secondaire et tertiaire ! Je sais que c'est un tétramère composé de 2 homodimère, chaque monomère ayant 2 hélices alpha de 3 et 4 tours et un feuillet béta de 6 brins... Le tout relié par des coudes béta..
Il s'agit de la S-Adenosylmethionine décarboxylase (ou AdoMet décarboxylase) qui intervient dans la biosynthèse des polyamines, et est retrouvée dans Archaea Methanococcus jannaschii... Donc pas dans l'organisme humain !

@ LXR : Merci je vais explorer ce site !

[invitedeb0206a]

connais tu les compositions en AA de tes hélices et feuillets et connais tu leur orientation (localisation) dans la structure tertiaire?

[invitecaaa35e0]

Je connais la séquence d'un dimère mais je ne sais pas quels aa sont dans l'hélice, quels aa sont dans le feuillet... Selon moi je ne peux pas le deviner, je n'ai qu'une illustration modélisant la structure tertiaire avec de représentés les hélices et feuillets, mais pas d'infos sur leur compositions respectives en aa !

[Topoisomerase]

Merci à tous pour vos réponses !!

@Topoisomerase : Je dois comparer ma séquence avec quoi ? Comment on prédit un domaine ? Je connais les structures secondaires et tertiaire aussi mais... je ne vois pas non plus quoi en déduire !

Je dois comparer ma séquence avec quoi ? avec d'autres séquences connue via un BLAST sur le site que LXR t'as donner ( mais comme tu connais déjà ta protéines en fait ca n'a pas trop de sens)

Comment on prédit un domaine ? via les outils fournis sur ce même site, cela peut éventuellement donner des indications sur les enchainements de structure II

Je connais les structures secondaires et tertiaire aussi mais... je ne vois pas non plus quoi en déduire ! la structure tertiaire t'aide énormément, ici on voit que l'on a a faire a une protéine globulaire donc très certainement hydrophile en surface et hydrophobe en son cœur. cela se justifie par les acides aminés présent et leur position dans les hélices et feuillet de surface, de même pour le cœur. déterminer cela demande pas mal de boulot par contre et toujours a l'aide du site proposé par LXR .

[invitecaaa35e0]

Oh !.. Alors puisque tous les aa hydrophiles sont en périphérie, ce sont donc uniquement les aa hydrophiles qui seront en contact avec l'environnement ... et donc la protéine est hydrophile ?
On déduit qu'elle est globulaire car c'est un tétramère ?

Ca n'a peut être rien à voir mais grace à un logiciel (protparam) du site expasy (je le connaissais pas, je teste un peu tout!) j'ai trouvé :
Grand average of hydropathicity (GRAVY): 0.052
Je me demande si "hydropathicity" c'est l'hydrophilie ? (enfin d'après la traduction en français c'est hydropathie :S)...

En tout cas mille mercis Topoisomerase, ta réponse est claire et m'aide beaucoup

[Topoisomerase]

T’as protéine a un caractère hydrophile en surface, elle est en contact avec le cytosol qui lui est composé d'eau. Le cœur (milieu) de la protéine a quand a lui un caractère hydrophobe (l’eau est exclue du cœur).

On en déduit qu'elle est globulaire un peu grossièrement ici, elle a forme en globule (en oppositions aux protéines fibreuses et (trans)membranaires qui ont d'autres formes remarquables) et presque toutes les enzymes du métabolisme sont globulaire. le fait que se soit un tétramère n'entre pas en jeu.

hydropathicity = hydropathie, le profile d'hydropathie c'est l'affinité pour l'eau (pour faire simple hydrophile ou hydrophobe). le GRAVY si je ne me trompe pas est calculé selon l'échelle de (Kyte and Doolittle, 1982). En gros si la valeur est + => majoritairement hydrophobe ; - => majoritairement hydrophile
Là tout dépend de la surface exposée au cytosol et celle dans le cœur.

Pour être plus précis il me faudrait tout l'énoncé (la séquence et les structure II et III)

[invitecaaa35e0]

Hum ah d'accord, je peux rayer tout ce que j'ai tenté de rédigé

D'accord donc le GRAVY ça a bien un rapport avec le caractère hydrophile / hydrophobe ! Plus la protéine a d'affinité pour l'eau, plus elle est hydrophile non ? Alors ça devrait pas plutôt être, si le GRAVY est +, alors la protéine est hydrophile ?

Tout l'énoncé ? Hum alors :
La S-Adenosylmethionine décarboxylase est une enzyme qui intervient dans la biosynthèse des polyamines. l'AdoMet décarboxylase de Archaea Methanococcus jannaschii est un prototype d'une nouvelle classe d'enzymes qui diffèrent aussi bien des enzymes eucaryotes que des enzymes microbiennes de par ses caractéristiques d'activation et de son insensibilité aux métaux tels que le magnésium. Elle constitue la troisième classe de S-Adenosylmethionine décarboxylase. L'analyse phylogénétique de ce groupe d'enzyme a révélé sa présence dans le génome de nombreuses bactéries incluant les pathogènes humains, bacillus anthracis et pseudomonas aeruginosa.
La S-Adenosylmethionine décarboxylase de Archaea Methanococcus jannaschii est un hétéro tétramère (alpha béta)2. Les sous-unités sont constituées respectivement de 61 et 63 résidus d'acides aminés.

Données:
structure primaire :
MLKYLGKHLI LELWGCDPKA LDDIEGIEKM LVDSVKACGA TLICVRTHKF SPQGATGVAV LAESHIAIHT YPEYGYAALD VFTCGEHTDP YKALEVIREF LKPKSIQIID LKRGLMENGT FELK

structures secondaires et tertiaires :
euh comment t'envoyer les images ? :S

[Svenn]

Je ne vois pas precisement ce qu'on appelle une proteine "hydrophile" ou une proteine "hydrophobe". On pourra dire qu'une proteine est plus ou moins hydrophile en fonction de sa solubilite dans l'eau (+du sel etc...) mais on ne peut pas dire dans l'absolu "telle proteine est hydrophile" (ou hydrophobe).
Ce qui est possible, c'est que la question soit mal tournée et qu'il s'agisse plutot de savoir si cette proteine est membranaire ou non auquel cas il n'y a effectivement que deux reponses possibles (si on ne va pas trop regarder dans les details,nombreuses sont les proteines solubles dans certaines conditions et membranaires dans d'autres).
Pour repondre a la question (si je l'ai correctement interprétée), il faut donc soumettre ta séquence à un serveur de détection de domaines transmembranaires( il y a tout ce qu'il faut dans expasy), qui dira combien il y a d'hélices transmembanaires. Si la réponse est 1 ou plus, la protéine est membranaire. Si la réponse est 0, elle est très probablement non membranaire mais ce n'est pas sur (un canal membranaire est membranaire comme le nom l'indique mais la partie membranaire contient de nombreux résidus polaires voire chargés et ne sera sans doute pas détectée comme membranaire par les programmes)

[Svenn]

Pour revenir a la question initiale, ca revient un peu a la meme chose que dire "il fait chaud" ou "il fait froid". Si il fait 15°, aucune des deux reponses n'est satisfaisante parce qu'on a pas défini rigoueusement les termes "chaud" et "froid"

[Topoisomerase]

D'accord donc le GRAVY ça a bien un rapport avec le caractère hydrophile / hydrophobe ! Plus la protéine a d'affinité pour l'eau, plus elle est hydrophile non ? Alors ça devrait pas plutôt être, si le GRAVY est +, alors la protéine est hydrophile ?

oui plus la protéine est affine pour l'eau et plus elle est hydrophile. mais le GRAVY va plutôt regarder le caractère hydrophobe donc celui définit comme +. après ce n'est qu'une indication globale et statistique, tout dépend de la forme de ta protéine, les AA exposés etc...

pour les images il suffit de les envoyer en pièce jointe (le petit trombone dans la fenêtre de réponse)

et sinon quel est exactement la question posée ?
je suis d'accord avec Svenn (même si dans l'énoncer c'est dit que c'est une enzyme donc le cas des canaux est impossible pour nous)

[invitecaaa35e0]

@ Topoisomerase : Voilà les figures que j'ai à disposition !!

La question exacte est :

"Au vu de la séquence et de la charge globale, cette protéine est-elle plutôt hydrophile ou hydrophobe ?"

Sachant que la séquence est celle que j'ai citée plus haut, et que pour la charge globale j'ai trouvé -3 et j'ai vérifié avec un logiciel, c'est bien ça !

D'accord donc selon GRAVY ma protéine est hydrophobe puisque le coefficient est positif ! Ca pourrait me conforter dans mon résultat si je trouvais effectivement qu'elle est hydrophobe, mais il faut se servir de la séquence et de la polarité comme indiqué dans l'énoncé !
Il y a plus d'aa hydrophobes qu'hydrophiles, peut-etre suffit-il finalement de dire cela?..

@ Svenn : Par rapport au fait de son appartenance ou non à la membrane, la question suivante de mon devoir est "si on l'apporte de mannière exogène, traversera-t-elle facilement la barrière de la membrane plasmique, ou nécessitera-t-elle la présence d'un transporteur ?"
Donc apparemment ce n'est pas une protéine membranaire..
Je vais aller chercher de nouveau sur expasy En tout cas tes informations sont très intéressantes !!

[Svenn]

La sequence donne un Gravy Index de +0,05, ce qui est plutot eleve pour une proteine soluble. La moyenne pour les protéines solubles doit etre autour de -0,3, donc ca classerait ta protéine parmi les "plus hydrophobes que la moyenne" bien qu'elle soit très certainement non membranaire.

Par comparaison, la gp160 du HIV (la protéine d'enveloppe du HIV) a un index de -0,24 alors que c'est une protéine membranaire, ce qui la classerait comme "moins hydrophobe" que ta protéine. Pourtant, la solubilité de ta protéine dans l'eau est probablement tout à fait correcte alors que gp160 est insoluble dans l'eau du fait de son domaine transmembranaire.

Il faut donc se mefier de ce qu'on peut faire dire au Gravy. Je suis meme sur qu'en cherchant un tout petit peu, on trouve des proteines membranaires avec un index inferieur à -0,3.