Chimie

Repliement des protéines

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Pliage des protéines et biotechnologie

De nombreuses protéines utilisées en biotechnologie, en chimie ou en pharmacie sont nécessaires en grande quantité. Le clonage des gènes correspondants et leur expression dans le système hétérologue (bactéries telles que E. coli, levure, cellules animales ou végétales) permet une production le plus souvent simple de ces protéines en grande quantité. L'isolement et l'analyse de nombreuses protéines en recherche fondamentale seraient également considérablement plus complexes sans enrichissement par surexpression dans le système hétérologue.

Mais en pratique, cette méthode pose très souvent des problèmes. La production biotechnologique de protéines recombinantes dans des bactéries ou d'autres systèmes d'expression donne des protéines inactives dans de nombreux cas. Les raisons en sont par ex.

  • concentration anormalement élevée de la protéine dans la cellule hôte. Ceci est particulièrement un problème avec les protéines régulatrices, car celles-ci ne sont produites qu'en très petites quantités dans des conditions naturelles.
  • Dans des conditions naturelles, la synthèse d'une protéine s'accompagne souvent de la co-expression de protéines pertinentes pour le repliement (chaperones, rotamases, protéines disulfure isomérases, peptidyl-prolyl-cis/transisomérases, etc.)
  • la protéine nécessite des modifications post-traductionnelles que la cellule hôte ne peut pas fournir (par exemple, une glycosylation dans le RE de la cellule eucaryote)
  • la protéine est sécrétée dans des conditions naturelles ou stockée dans des compartiments spécifiques de la cellule
  • le milieu intracellulaire de la cellule hôte est différent (pH, potentiel redox, concentration d'eau liée)
  • d'autres protéases existent dans la cellule hôte

L'accumulation de grandes quantités de protéines inactives dans la cellule hôte conduit à la formation de corps d'inclusion intracellulaires, appelés corps d'inclusion. La formation de corps d'inclusion après surexpression de la -galactosidase dans E. coli ont d'abord été analysés plus en détail par le groupe Goldberg en 1975 et étaient alors encore appelés "Goldbergisomes".

Les corps d'inclusion sont des structures granulaires denses qui résultent principalement de l'expression hétérologue d'une protéine étrangère dans une cellule (cependant, certaines protéines bactériennes du système homologue ont également tendance à s'agréger si elles sont synthétisées en grande quantité dans la cellule). Il existe de nombreuses théories sur la formation des corps d'inclusion, mais c'est surtout la circonvolution qui joue un rôle. Lorsque les protéines sont nouvellement synthétisées, elles peuvent d'abord adopter un certain nombre d'intermédiaires de repliement avant de passer dans leur conformation native finale. Certains de ces intermédiaires de repliement portent des zones hydrophobes à leur surface, qui sont ensuite dirigées vers l'intérieur dans la protéine native. A des concentrations locales de protéines extrêmement élevées, ces zones hydrophobes peuvent entrer en contact les unes avec les autres, ce qui conduit alors à l'agrégation de ces protéines et au dépôt dans des corps d'inclusion. D'autres cellules utilisées pour exprimer des protéines hétérologues (Saccharomyces,Bacille, cellules COS-7, etc.) forment des corps d'inclusion. Les protéines sont habituellement isolées des corps d'inclusion par dénaturation et repliées en utilisant des procédés appropriés.

Littérature

Prouty, W.F.; Goldberg, A.L. (1972):Devenir des protéines anormales dans E. coli. Accumulation dans les granules intracellulaires avant catabolisme.. Dans: Nature Nouveau Biol.. 240, 147-150
Prouty, W.F.; Karnovsky, M.J.; Goldberg, A.L. (1975):Dégradation de protéines anormales chez E. coli ... Dans: J. Biol. Chem.. 250, 1112-1122


Vidéo: Proteiinin saanti munuais- ja maksasairautta sairastavan ruokavaliossa (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Berford

    Oui c'est logiquement correct

  2. Zolokinos

    C'est dommage!

  3. Blanford

    Je suis d'accord, c'est un excellent message.

  4. Deoradhain

    Je m'excuse de l'interférer, mais je propose d'aller d'une manière différente.



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