Quelques informations sur l'hémoglobine.

La molécule d'hémoglobine est un exemple utile pour la démonstration des structures protéiques sous forme de sous-unités. Cette protéine fixatrice d'oxygène présente un poids moléculaire de 68 Kd en solution neutre. Quatres chaînes polypéptidiques sous forme de deux paires de chaînes alpha et béta constitue constitue la structure alpha2-béta2 de l'hémoglobine. Le pliage de type globine comporte 8 ségments alpha-hélicoïdaux désignés par les lettres A à H en commençant par l'extrémité N-terminale. Contrairement à la myoglobine, les chaînes d'hémoglobine présentent des résidus de surface apolaires et hydrophobes qui permettent l'association des chaînes entre elles.

Lire le préambule attentivement

Pour pouvoir étudier la structure des protéines vous devez télécharger le logiciel RasTop et les protéines à étudier à partir d'une banque de données (voir lien sur PDB). Parfois, il devient nécéssaire de renommer les fichiers des structures téléchargées en leur ajoutant l'extention '.pdb'). Une copie du programme RasMol est déjà installée sur votre CD (Lancer le programme RasTop). Il suffit de le charger et ouvrire à l'aide du menu le fichier correspondant à la structure de l'Hémoglobine préalablement téléchargée.
Cet exemple d'études des structures des protéines porte sur l'Hémoglobine (structure: alpha2-béta2).

Le logiciel RasTop est utilisé pour visualiser dans les trois dimensions la structure de la protéines. L'image ci dessous est donnée à titre indicatif. Les Etudiants seront amenés à monter leurs propres images illustrant une ou plusieurs information sur la molécules qu'ils ont choisit d'étudier.

1/ Le fichier du travail porte la référence 1A3N (http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1A3N) montrant l'hémoglobine sous son état déoxygéné. Une copie est disponible sur votre CD (dans le répertoire PROTEINES DATA (CD)). Une fois le fichier (format pdb) est téléchargé de la banque de données placée sur le réseau internet et ouvert par RasTop, il donne une image semblable à celle de la figure 1 ci contre.

Pour tourner la molecules dans tous les sens, maintenez enfoncé le bouton gauche de de la souiris tout en la glissant dans un sens ou l'autre.
Pour effectuer un zoom, maintenir enfoncée la touche shift (Î) tout en déplaçant la souris sur la position bouton gauche enfoncé.

2/  Pour transformer le fond de l'image du noir au blanc, activer la palette des couleurs et choisir dedans 'background' et clic sur la couleur blanche. Sinon, saisissez dans la boite des commandes de RasTop (Edit --> Command) (voir explications) "set background white" et valider par le bouton 'OK' (Figure 2).
Si vous voulez sauvegarder cette image (format BMP) sur le disque dur de votre ordinateur (avec un nom hemoglobine2.gif), choisir 'file' --> 'export' --> 'image', choisir le répertoire de stockage, donner un nom (ex:hemoglobine2) et valider.
Pour avoir des informations sur la molecule, selectionner le 7e.bouton de la deuxième rangée de la fenêtre RasTop. Sinon saisir 'show information' ou 'show sequence' dans la boite des commandes. Vous constater que les chaînes alpha sont nommées A et C. Les chaînes béta sont B et D. Pour rappel l'hémoglobine est une structure alpha2-béta2.

3/ Pour rendre plus visibles les 4 chaînes polypeptidiques de l'hémoglobine, affectez une couleur à chacune d'elles en sélectionnant 'chain' dans le menu 'Atoms' --> 'Color' --> 'Chain' (Figure3).
pour localiser l'hème selectionner dans les listes déroulantes (2e.rangée) 'element' et 'ligand', successivement, selectionner avec le bouton 'saisir nouvelle selection (dans la mêmme rangée, juste après les listes déroulantes) et activer la palette des couleur sur 'atoms' et selectionner une couleur ex: rouge (red)). Sinon, saisir 'select hem' dans la boîte des commandes et valider par la touche entrée. Ensuite affecter la couleur à l'hème en saisissant 'color red' et validez. Pour le distinguer des autres motifs sélectionner sa visualisation sous forme batonnets (Sticks) (12e. bouton de la deuxième rangée de la fenêtre RasTop). Sinon . Dans votre compte-Rendu, discutez la structure sous forme de 4 chaînes polypeptidique ainsi que le rôle de l'hème. De façon générale, tous les groupes associés aux protéines (hème, ligands, nucléotides,..) peuvent être sélectionnés par la commande 'select ligand' (Figure 4)

4.  Pour voir la structure secondaire de la molécule (hélices alpha, baonnets béta) selectionner dans les listes déroulantes 'element' et 'protein', activer 'nouvelle selection' (bouton juste après les listes déroulantes), activer palette des couleurs sur 'Ribbons' et selectionner la couleur de votre choix. Sinon, saisissez dans la boite des commandes de RasTop "select protein' et valider (OK) Ribbons et valider puis color green. Ceci génère une image comme celle de la Figure 5 a. Celle ci présente des motifs altérant la clareté de l'image. Ceux ci peuvent être enlever par l'activation dans l'ordre du 13e. et du 14e. bouton (affichage en ruban) de la deuxième rangée de la fenêtre. On obtentient l'mage de la figure 5 b.

Vous puvez sauvegarder votre molécule sous forme de scripte sur lequel vous continuer à travailler après en l'affichant par RasTop. Ceci est possible par le menu 'save'

Page 2: montrera comment peuvent être mis en évidence certains résidus et atomes de la protéine

Page 1      Page 2     Page 3     Page 4