Qu’est-ce que les protéines périphériques
Les protéines périphériques, ou protéines membranaires périphériques, sont un groupe de molécules biologiquement actives formées à partir d’acides aminés qui interagissent avec la surface de la bicouche lipidique des membranes cellulaires. Contrairement aux protéines membranaires intégrales, les protéines périphériques n’entrent pas dans l’espace hydrophobe de la membrane cellulaire. Au lieu de cela, les protéines périphériques ont des séquences spécifiques d’acides aminés qui leur permettent de s’attirer vers les têtes phosphatées des molécules lipidiques ou vers des protéines intégrales.
La capacité de s’attacher à la membrane mais de ne pas y être verrouillée permet aux protéines périphériques de travailler à la surface de la membrane cellulaire. Les protéines périphériques peuvent être activées ou désactivées par un certain nombre de voies différentes. De nombreuses protéines périphériques font également partie de nombreuses voies biochimiques complexes. Ils peuvent être impliqués dans le déplacement de substances à l’intérieur ou à l’extérieur d’une cellule, activer d’autres protéines et enzymes ou être impliqués dans les interactions entre cellules.
Structure des protéines périphériques
Dans l’image ci-dessous, plusieurs protéines périphériques sont marquées. Une protéine périphérique n’a pas de structure définie, mais elle a plusieurs aspects clés qui en font une protéine périphérique.
Tout d’abord, toutes les protéines périphériques sont associées à la membrane cellulaire. Les séquences d’acides aminés de ces protéines sont uniques en ce sens qu’elles attirent les protéines vers la membrane et qu’elles ont tendance à se regrouper à la surface de la membrane. Cela leur permet d’être au bon endroit pour mener à bien leur action désignée. Sur l’image, on voit les protéines périphériques orange attachées soit aux molécules lipidiques phosphoglycérides qui composent la bicouche lipidique, soit à des protéines intégrales. Une protéine sans ces zones d’acides aminés ne serait pas attirée par la membrane. Elle serait répartie uniformément dans tout le cytoplasme et ne serait pas une protéine périphérique.
Deuxièmement, les protéines périphériques n’ont pas de région hydrophobe en acides aminés. Ceci, ainsi que la polarité d’autres groupes d’acides aminés, maintient les protéines périphériques à la surface de la membrane cellulaire. Cela est dû à la nature amphipathique des phosphoglycérides. Cela signifie que la région de la « tête” bleue est polaire et hydrophile. Les « queues” jaunes, qui constituent le milieu de la membrane, sont hydrophobes. Pour éviter d’être aspirées dans la membrane, les protéines périphériques ont souvent beaucoup d’acides aminés hydrophiles exposés à leur surface. Les protéines intégrales exposent des acides aminés hydrophobes au milieu et des acides aminés hydrophiles sur les parties exposées à l’eau. Cela les verrouille efficacement dans la membrane.
Fonctions des Protéines périphériques
Support
L’un des rôles principaux des protéines périphériques est de diriger et de maintenir à la fois le cytosquelette intracellulaire et les composants de la matrice extracellulaire. Ces deux structures sont formées par une série d’organites, de filaments et de tubules. Ces petites structures peuvent fournir de la rigidité ou de la tension, mais elles ont besoin de quelque chose à attacher.
Les protéines périphériques peuvent fournir ce point de fixation à la membrane cellulaire. Les cellules utilisent leur cytosquelette et leur matrice extracellulaire de plusieurs façons. Le plus souvent, ils sont utilisés pour contrôler la forme et la taille de la cellule. Le cytosquelette assure également des fonctions de déplacement des produits du métabolisme et peut être terminé ou initié à partir de diverses protéines périphériques. Par exemple, un paquet de protéines fraîchement emballé dans l’appareil de Golgi peut traverser le cytosol à l’aide du cytosquelette. Lorsqu’il atteint la membrane cellulaire pour être expulsé, des protéines périphériques spécifiques reconnaissent l’emballage et commencent le processus d’expulsion.
Communication
La matrice extracellulaire, en plus de fournir un support structurel, est également un vaste réseau de collecte d’informations dans de nombreuses cellules. Les bactéries, par exemple, utilisent une chaîne de réactions commençant dans les filaments de leur matrice extracellulaire pour stimuler les protéines périphériques. Ces protéines transmettent ensuite le message aux protéines intégrales, et le message est transporté à l’intérieur de la cellule. Ici, il est transmis à une autre protéine périphérique et une réponse est éventuellement initiée.
De cette façon, un organisme ou une cellule microscopique peut en apprendre beaucoup sur son environnement immédiat. C’est ainsi que les cellules qui se développent ensemble pour former un organisme multicellulaire réagissent et cessent de croître au moment opportun. Les protéines périphériques, ainsi que de nombreuses autres protéines et signaux chimiques, créent des réactions enchaînées qui peuvent stimuler une réponse de l’ADN ou d’autres organites. De cette façon, une cellule peut se développer davantage, réagir à un danger ou même libérer ses propres toxines en fonction de son microenvironnement et des signaux qu’elle reçoit.
De plus, de nombreuses protéines périphériques peuvent se fixer et se détacher de la membrane, en fonction de certains facteurs tels que le pH et la température. Cela permet à une cellule de développer différentes tactiques pour différents environnements, ainsi que des processus de contrôle tels que la signalisation cellulaire et la réception des hormones.
Enzymes
De nombreuses protéines périphériques existent à la surface des membranes cellulaires pour effectuer une action sur un substrat spécifique. Cela peut être de le décomposer ou de le combiner avec une autre molécule. Les protéines périphériques à fonctions enzymatiques simples sont souvent des protéines périphériques car les molécules qu’elles fabriquent sont nécessaires à l’intérieur ou à proximité de la membrane cellulaire. Par exemple, plusieurs enzymes qui contrôlent la synthèse et la destruction de la membrane cellulaire elle-même sont des protéines périphériques.
Transfert de molécules
De nombreuses protéines périphériques sont également impliquées dans le transfert de petites molécules ou d’électrons. Ces protéines, en raison de leur affinité avec la membrane cellulaire, permettent aux réactions de rester dans un espace restreint et d’être hautement coordonnées. Bon nombre des protéines présentes dans la chaîne de transport des électrons sont des protéines périphériques. Ces protéines transfèrent des électrons à partir de protéines intégrales auxquelles elles sont attachées et peuvent transmettre les électrons à d’autres protéines et molécules. Effectivement, cela stocke l’énergie de la dégradation des produits de la glycolyse en molécules facilement accessibles, ou ATP. D’autres molécules, qui sont hydrophobes, peuvent se lier aux protéines périphériques et passer par diverses méthodes à travers ou à travers la membrane.
Quiz
1. Les défensines sont un type de molécule produite par le système immunitaire des insectes. Ces protéines périphériques se fixent à la surface des cellules bactériennes et créent un petit trou. Cela brise à son tour la cellule ouverte, permettant à son contenu de s’écouler, tuant les bactéries. Pourquoi est-il important que les défensines soient des protéines périphériques?
A. Ce n’est pas important
B. Les protéines périphériques sont attirées par les membranes cellulaires, où elles agissent
C. Les protéines de la défensine doivent s’intégrer dans la membrane
2. Pourquoi les protéines périphériques ont-elles des acides aminés hydrophiles plutôt que hydrophobes à leur surface?
A. Former des liaisons avec la région hydrophile de la membrane cellulaire
B. Se verrouiller avec la membrane
C. Empêcher la molécule de se détacher de la membrane
3. Quelle est la principale différence entre une protéine intégrale et une protéine périphérique?
A. Les protéines intégrales se trouvent à la surface de la cellule
B. Les protéines périphériques traversent la membrane cellulaire
C. Les protéines intégrales se croisent dans la région hydrophobe de la membrane
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