Biochimie des protéines

3.1 Généralités

Les protéines subissent d'abondantes modifications covalentes pendant et après leur synthèse. Celles-ci vont de la simple protéolyse contrôlée à l'ajout covalent de groupements énormes. Ces modifications peuvent servir...
(a) à la régulation de l'activité des protéines
(b) à leur étiquettage pour qu'elles soient reconnues par des partenaires métaboliques ou par des systèmes de dégradation
(c) à les ancrer dans une membrane
(d) à les faire participer à des cascades de signalisation
(e) à leur adressage pour qu'elles se rendent au bon endroit dans la cellule
(f) à définir une identité immunologique (comme les groupes sanguins) etc, etc.

Voici une liste partielle des modifications post-traductionnelles qu'on peut rencontrer dans une protéine.

Ajout ou retrait de groupements divers:
- acétylation (p.e. sur les histones; sur le N-terminus ou sur une lysine)
- amidation (plusieurs neuropeptides et hormones peptidiques; sur le C-terminus)
- biotinylation (pyruvate carboxylase; sur une lysine)
- carboxylation (prothrombine, sur un acide aspartique)
- hydroxylation (collagène; sur une lysine, une proline)
- méthylation (calmoduline, cytochrome C; sur une lysine)
- phosphorylation (AP-1; surtout Y, S, T, mais aussi sur H et D)
- sulfatage (gastrine; sur une tyrosine)

Acylation, ou ajout d'acides gras divers:
- glypiation: liaison entre une protéine destinée à la surface extracellulaire et une ancre de glycophosphatidylinositol (ou GPI).
- isoprénylation: liaison entre un résidu cystéine C-terminal et l'un de deux composés isoprènes, le farnésyl ou le géranylgéranyl.
- S-acylation: liaison entre une cystéine interne et un acide gras (acide palmitique ou acide myristique). La liaison oxyester simple entre l'acide gras et une sérine interne (O-acylation) est aussi observée
- Myristoylation N-terminale: Modification co-traductionnelle d'une glycine N-terminale par formation d'un lien amide amide avec l'acide myristique sous forme de myristoyl-CoA.
- Ancrage à la membrane par protéolyse contrôlée et ajout de cholestérol (comme avec le récepteur membranaire hedgehog).

Ajouts de glucides, simples ou complexes:
- c-mannosylation
- poly-ADP-ribosylation
- acétylglucosamination

Ajout de polypeptides:
- ubiquitination (couplage à l'ubiquitine: histones, aussi toute protéine appelée à être dégradée par le sentier métabolique du protéasome 26S; sur une lysine).
- sumoylation (couplage du small ubiquitin-like modifier, ou SUMO: se produit chez p53, IκB, PML; sur une lysine).

benoit.leblanc@usherbrooke.ca