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Un cristal de protéine

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Gouttes de cristallisation (© P. Dumas/CEA)
Protéine lysozyme sous forme de cristal.

Un cristal de protéine

Cette image présente la formation de structures cristallines de lysozyme dans des gouttes de cristallisation déposées dans une plaque multi-puits. Les cristaux ont été obtenus grâce à la technique de « cristallisation en goutte assise » par diffusion en phase vapeur. Une goutte recelant la protéine en solution est placée au-dessus d’un réservoir contenant un solvant. Un état de sursaturation s’établit dans la goutte qui conduit à une lente évaporation du solvant, entraînant une augmentation de la concentration de la protéine et, dans certains cas, sa cristallisation. Cette technique, longue et fastidieuse, procède par tâtonnement afin de révéler parmi des milliers de combinaisons de conditions physicochimiques possibles, celles qui conduiront de manière reproductible à un cristal homogène de qualité. Il s’agit d’une étape critique pour la détermination ultérieure de la structure tridimensionnelle de la protéine, structure obtenue par exposition du cristal sous rayonnement X. Plus l’empilement de la protéine au sein du cristal est régulier, plus les détails obtenus sur la structure en trois dimensions seront fins.

L’interprétation des profils de diffraction obtenus après éclairement des cristaux dans un rayonnement synchrotron fournit une cartographie spatiale de la protéine étudiée. On y découvre l’arrangement tridimensionnel des atomes au sein de la protéine, qui souligne ainsi les sites actifs de la protéine, les zones exposées au solvant, celles liant des protéines de régulation, ou encore les régions qui fixent (ou permettront de concevoir) des activateurs/inhibiteurs pharmacologiques de cette protéine

Dans les programmes

Sciences de la vie et de la Terre

Collège

  • La cellule est l’unité d’organisation des êtres vivants.
  • SVT-géologie : Les cristaux

Lycée

  • Du génotype au phénotype, relations avec l’environnement
    • Les enzymes
    • La biosynthèse des protéines
    • Relations gène-protéine
  • Membrane, hormone, génome, protéine.…

Première ES

  • Du génotype au phénotype, applications biotechnologiques relation entre ADN et protéines
  • TPE : Avancées scientifiques et réalisations techniques