Ce TD fait parti du dossier sur la protéine fluorescente verte GFP (Green Fluorescent Protein) dont vous retrouverez le sommaire à cette adresse.
Cette première partie va permettre de découvrir la structure de la protéine. Une deuxième partie sera consacrée à la séquence d’ADN codant pour cette protéine.
Structure de la GFP
1. Trouver une stucture protéique dans une banque de données de protéines
Connectez vous au site de la banque de données de protéines de Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB)
Tapez le terme « green fluorescent protein » dans la barre de recherche située en haut de page et validez.
Choisir « Generate reports » puis « Image collage ».
Que remarquez vous ? Existe t’il qu’une seule molécule de GFP ?
Vous pouvez alors explorer différentes structures en cliquant sur les vignettes.
2. Exploration du squelette de la protéine
Pour la suite de l’exercice nous allons utiliser la GFP extraite de la meduse Aequorea victoria 1EMA.
La recherche se fait de la même façon en tapant le terme « 1EMA » dans la barre de recherche puis en validant.
Dans la partie droite de la page, vous observez l’image de la protéine avec dessous un certain nombre d’outils de visualisation. Certains fonctionnent avec la présentation « biological Assembly », d’autres avec « Asymetric Unit ».
Choisir « Asymetric Unit » puis « Other Viewers » et « QuickPDB ».
La fenêtre suibvante apparaît.
Vous retrouvez la séquence d’acides aminés dans le haute de la fenêtre et la structure spatiale de la protéine dans le bas.
Vous pouvez sélectionner des résidus d’acides aminés pour voir leur positionnement dans la molécule, manipuler la structure 3D avec la souris.
Toute mauvaise manipulation peut être annulée en cliquant sur le bouton « Reset ».
Combien de résidus d’acides aminés composent cette protéine ?
Quel sont les acides aminés en position 50, 100, 150 et 200 ?
Sélectionner le résidu 64 et glisser la souris sur le résidu suivant pour sélectionner les deux.
Quels sont ces deux résidus ? Quel est le n° du résidu après le n°64 ? Dans la structure de la protéine, sont ils liés ? Ou se situent-ils ?
3. Exploration de la structure secondaire de la protéine
Retourner à la page de départ en cliquant sur l’onglet « Summary ».
Sous l’image de la molécule, cliquez sur « Protein WorkShop ».
Acceptez l’ouverture du fichier proposé.
A gauche se situe la fenêtre de visualisation et à droite les commandes.
Vous pouvez, en vous aidant de la souris faire subir des rotations et des translations à la molécule et zoomer sur celle-ci.
Aller sur l’onglet « ShortCuts » et essayer de colorer les hélices alpha en bleu, les feuillets béta en rouge, les coudes béta en vert et les parties non structurées en gris. Changez la couleur de l’arrière plan en blanc.
En allant sur l’onglet « Options », enregistrer l’image de votre GFP.
Observez et déterminez le nombre de structures secondaires :
hélice alpha
feuillets beta
coude béta
4. Emplacement du groupement chromophore
Sur l’onglet « Tools » :
choisissez « Colors » -> ""Ribbons" -> « Active color en blanc » -> puis dans la boite 4 cliquez sur « ChainA ». Votre protéine doir apparaître en blanc.
choisissez « Visibility » -> « Atoms and Bonds » -> puis dans la boite 4 développer la séquence de la chaine A en cliquant sur le triangle situé à gauche du nom. Cliquez ensuite sur le résidu A66CRO. Le chromophore apparait sur la figure.
En allant sur l’onglet « Options », enregistrer l’image de votre GFP.
Ou se situe le chromophore au niveau de la structure spatiale de la protéine ?
5. Visualisation des liaisons H
Pour les observer, fermez la fenêtre de "Protein workshop et retournez au sommaire de la Protéine Data Bank sur la fiche de la GFP. Sous l’image cliquez sur « View in Jmol ».
Dans la boite de dialogue sous l’image choisissez :
style « Cartoon » ou « Backbone »
color « by chain »
surface « none »
puis sélectionnez la case « H-Bonds »
Les liaisons hydrogène apparaissent.
Ou se situent la grande majorité d’entre elles ? Essayez d’en déduire leur rôle.
Référence :
Fondé sur « Bioinformatics of Green Fluorescent Protein » du RSCB : Research Collaboratory for Structural Bioinformatics
Fichier complet à télécharger à cette adresse :
http://www.rcsb.org/pdb/education_discussion/educational_resources/gfp-bioinformatics-tutorial-summer2010.pdf