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Pourquoi les protéines porteuses n'ont-elles pas besoin d'énergie pour changer de forme ?

Pourquoi les protéines porteuses n'ont-elles pas besoin d'énergie pour changer de forme ?


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Je sais que les protéines porteuses peuvent être utilisées à la fois pour le transport passif et actif, mais je fais référence à l'aspect diffusion facilitée. Même si la diffusion facilitée via la protéine porteuse suit le gradient de concentration, la protéine doit encore changer de forme, d'après ce que j'ai compris. Pourquoi ce processus ne nécessite-t-il toujours pas d'ATP, et pourquoi nécessite-t-il que l'ATP aille à l'encontre du gradient de concentration de la même manière ?


Les protéines porteuses qui participent au transport passif ne nécessitent pas d'énergie sous forme de molécules d'ATP, qui est la principale forme d'énergie métabolique de la cellule, mais cela ne signifie pas que le processus de transport est énergétiquement « neutre ». De nombreuses protéines lient leurs ligands via des liaisons hydrogène, des liaisons ioniques partielles ou complètes, des interactions de van der Waals, etc. Ces interactions génèrent un type d'énergie appelé « énergie de liaison », qui peut suffire à induire un changement de conformation du transporteur. De plus, considérez qu'un gradient chimique en lui-même est une forme d'énergie, qui entraîne efficacement le mouvement de nombreux solutés à travers la membrane. En effet, le gradient d'une molécule peut être utilisé pour transporter un autre type de molécule, sans utiliser d'ATP. Par exemple, considérons la perméase de lactose. Son mécanisme est, je cite :

Les ions hydronium de l'extérieur de la cellule se lient à un groupe carboxyle sur l'enzyme qui lui permet de subir un changement de conformation. Cette forme de lactose perméase peut lier le lactose de l'extérieur de la cellule. L'enzyme se retourne alors et le lactose est transporté vers l'intérieur.

Ci-dessous un schéma de cette protéine, avec ses ligands au centre :

Cela étant dit, certaines protéines impliquées dans le transport passif ne nécessitent pas de changements conformationnels comme ceux que j'ai décrits, car elles sont simplement «ouvertes» (comme un tunnel) et les solutés peuvent diffuser librement à travers le canal. C'est le cas, par exemple, des aquaporines. L'avantage des porteurs qui doivent changer de conformation est que la liaison à leur molécule transportée implique un mécanisme de reconnaissance, ce qui donne une grande spécificité, alors que les protéines qui sont simplement « ouvertes » sont moins sélectives et transportent donc de nombreux solutés différents. Voir, par exemple, le pore central d'une aquaporine :

Concernant votre dernière question, l'hydrolyse de l'ATP peut libérer suffisamment d'énergie qui (de la même manière que l'énergie de liaison décrite ci-dessus) peut induire un changement de conformation de la protéine de transport (transport actif). Ceci est souvent utilisé lorsque l'on va « contre » le gradient car, comme je l'ai mentionné, le gradient en lui-même contient de l'énergie qui, s'il n'est pas utilisé passivement (comme dans le transport passif), alors il n'est pas favorable de transporter quelque chose contre le gradient. Ainsi, une source d'énergie externe est nécessaire (ATP !).


Pourquoi les protéines porteuses n'ont-elles pas besoin d'énergie pour changer de forme ? - La biologie

Le transport passif, tel que la diffusion et l'osmose, déplace des matériaux de faible poids moléculaire à travers les membranes.

Objectifs d'apprentissage

Indiquer la manière dont divers matériaux traversent la membrane cellulaire

Points clés à retenir

Points clés

  • Les membranes plasmiques sont sélectivement perméables si elles perdaient cette sélectivité, la cellule ne serait plus capable de se maintenir.
  • Dans le transport passif, les substances se déplacent simplement d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible, ce qui ne nécessite pas l'apport d'énergie.
  • Le gradient de concentration, la taille des particules qui diffusent et la température du système affectent le taux de diffusion.
  • Certains matériaux diffusent facilement à travers la membrane, mais d'autres nécessitent des protéines spécialisées, telles que des canaux et des transporteurs, pour les transporter dans ou hors de la cellule.

Mots clés

  • le gradient de concentration: Un gradient de concentration est présent lorsqu'une membrane sépare deux concentrations différentes de molécules.
  • transport passif: Un mouvement de produits biochimiques et d'autres substances atomiques ou moléculaires à travers les membranes qui ne nécessite pas un apport d'énergie chimique.
  • perméable: De ou se rapportant à une substance, un substrat, une membrane ou un matériau qui absorbe ou permet le passage de fluides.

Introduction : Transport passif

Les membranes plasmiques doivent permettre ou empêcher certaines substances d'entrer ou de sortir d'une cellule. En d'autres termes, les membranes plasmiques sont sélectivement perméables, elles laissent passer certaines substances, mais pas d'autres. S'ils perdaient cette sélectivité, la cellule ne pourrait plus se maintenir et elle serait détruite. Certaines cellules nécessitent de plus grandes quantités de substances spécifiques que d'autres cellules, elles doivent avoir un moyen d'obtenir ces matériaux à partir de fluides extracellulaires. Cela peut se produire passivement, car certains matériaux se déplacent d'avant en arrière, ou la cellule peut avoir des mécanismes spéciaux qui facilitent le transport. Certains matériaux sont si importants pour une cellule qu'elle dépense une partie de son énergie (hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP)) pour obtenir ces matériaux. Les globules rouges utilisent une partie de leur énergie pour ce faire. Toutes les cellules dépensent la majorité de leur énergie pour maintenir un déséquilibre des ions sodium et potassium entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.

Les formes les plus directes de transport membranaire sont passives. Le transport passif est un phénomène naturel et ne nécessite pas que la cellule exerce une partie de son énergie pour accomplir le mouvement. Dans le transport passif, les substances se déplacent d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible. Un espace physique dans lequel il existe une gamme de concentrations d'une seule substance est dit avoir un gradient de concentration.

Transport passif: La diffusion est un type de transport passif. La diffusion à travers une membrane perméable déplace une substance d'une zone de concentration élevée (liquide extracellulaire, dans ce cas) vers le bas de son gradient de concentration (dans le cytoplasme).

Les formes passives de transport, de diffusion et d'osmose, déplacent des matériaux de faible poids moléculaire à travers les membranes. Les substances diffusent des zones à forte concentration vers les zones à plus faible concentration, ce processus se poursuit jusqu'à ce que la substance soit uniformément répartie dans un système. Dans les solutions contenant plus d'une substance, chaque type de molécule diffuse selon son propre gradient de concentration, indépendamment de la diffusion des autres substances. De nombreux facteurs peuvent affecter le taux de diffusion, y compris, mais sans s'y limiter, le gradient de concentration, la taille des particules qui diffusent et la température du système.

Dans les systèmes vivants, la diffusion de substances à l'intérieur et à l'extérieur des cellules est médiée par la membrane plasmique. Certains matériaux diffusent facilement à travers la membrane, mais d'autres sont entravés, leur passage est rendu possible par des protéines spécialisées, telles que des canaux et des transporteurs. La chimie des êtres vivants se produit dans des solutions aqueuses équilibrant les concentrations de ces solutions est un problème permanent. Dans les systèmes vivants, la diffusion de certaines substances serait lente ou difficile sans protéines membranaires qui facilitent le transport.


La pompe sodium-potassium

Les pompe sodium-potassium est un mécanisme de transport actif qui déplace les ions sodium hors de la cellule et les ions potassium dans les cellules — dans tous les milliards de cellules du corps ! Les deux ions sont déplacés des zones de concentration plus faible à plus élevée, de l'énergie est donc nécessaire pour ce processus de "montée". L'énergie est fournie par l'ATP. La pompe sodium-potassium nécessite également des protéines porteuses. Les protéines porteuses se lient à des ions ou des molécules spécifiques et, ce faisant, elles changent de forme. Lorsque les protéines porteuses changent de forme, elles transportent les ions ou les molécules à travers la membrane. La figure 4.8.2 montre plus en détail le fonctionnement de la pompe sodium-potassium, ainsi que les rôles spécifiques joués par les protéines porteuses dans ce processus.

Figure 4.8.2 La pompe sodium-potassium déplace les ions sodium (Na+) hors de la cellule et les ions potassium (K+) dans la cellule. Premièrement, trois ions sodium se lient à une protéine porteuse dans la membrane cellulaire. La protéine porteuse change alors de forme, alimentée par l'énergie de l'ATP, et ce faisant, elle pompe les trois ions sodium hors de la cellule. À ce stade, deux ions potassium se lient à la protéine porteuse. Le processus est inversé et les ions potassium sont pompés dans la cellule.

Pour apprécier l'importance de la pompe sodium-potassium, il faut en savoir plus sur les rôles du sodium et du potassium dans l'organisme. Les deux sont des minéraux alimentaires essentiels. Vous devez les obtenir à partir des aliments que vous mangez. Le sodium et le potassium sont également des électrolytes, ce qui signifie qu'ils se dissocient en ions (particules chargées) en solution, leur permettant de conduire l'électricité. Les fonctions corporelles normales nécessitent une gamme très étroite de concentrations d'ions sodium et potassium dans les fluides corporels, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur des cellules.

  • Le sodium est l'ion principal dans le fluide à l'extérieur des cellules. Les concentrations normales de sodium sont d'environ dix fois plus élevé en dehors des cellules qu'à l'intérieur des cellules. Faire sortir le sodium de la cellule, c'est le déplacer contre le gradient de concentration
  • Le potassium est l'ion principal dans le liquide à l'intérieur des cellules. Les concentrations normales de potassium sont d'environ 30 fois plus élevé à l'intérieur des cellules qu'à l'extérieur des cellules. Déplacer le potassium dans la cellule, c'est le déplacer contre le gradient de concentration.

Ces différences de concentration créent un gradient électrique et chimique à travers la membrane cellulaire , appelé le potentiel membranaire . Un contrôle étroit du potentiel membranaire est essentiel pour les fonctions vitales du corps, y compris la transmission de l'influx nerveux et la contraction des muscles. Un grand pourcentage de l'énergie du corps sert à maintenir ce potentiel à travers les membranes de ses milliards de cellules grâce à la pompe sodium-potassium.


Diffusion simple

La diffusion est le mouvement d'une substance dû à une différence de concentration. Cela se produit sans aucune aide d'autres molécules. La substance se déplace simplement de la zone où elle est la plus concentrée vers la zone où elle est moins concentrée. Imaginez quelqu'un vaporisant du parfum dans le coin d'une pièce. Les molécules de parfum restent-elles dans le coin ? Non, ils s'étalent ou diffusent dans toute la pièce jusqu'à ce qu'ils soient uniformément répartis. La figure 4.7.2 montre comment fonctionne la diffusion à travers une membrane cellulaire. Les substances qui peuvent se faufiler entre les molécules lipidiques de la membrane plasmique par simple diffusion sont généralement de très petites molécules hydrophobes, telles que les molécules d'oxygène et de dioxyde de carbone.

Figure 4.7.2 Les molécules diffusent à travers une membrane d'une zone de concentration plus élevée à une zone de concentration plus faible jusqu'à ce que la concentration soit la même des deux côtés de la membrane.

Figure 4.7.3 L'osmose est un type de diffusion dans lequel seule l'eau peut traverser la membrane plasmique.

Les protéines porteuses dirigées par Na + dans la membrane plasmique régulent le pH cytosolique

La structure et la fonction de la plupart des macromolécules sont fortement influencées par le pH, et la plupart des protéines fonctionnent de manière optimale à un pH particulier. Les enzymes lysosomales, par exemple, fonctionnent mieux à faible pH (

5) trouvés dans les lysosomes, alors que les enzymes cytosoliques fonctionnent mieux à un pH proche de la neutralité (

7.2) trouvé dans le cytosol. Il est donc crucial que les cellules soient capables de contrôler le pH de leurs compartiments intracellulaires.

La plupart des cellules ont un ou plusieurs types d'antiporteurs dirigés par Na + dans leur membrane plasmique qui aident à maintenir le pH cytosolique (pHje), à environ 7,2. Ces protéines utilisent l'énergie stockée dans le gradient de Na + pour pomper l'excès de H + , qui s'infiltre ou est produit dans la cellule par des réactions de formation d'acide. Deux mécanismes sont utilisés : soit H+ est directement transporté hors de la cellule, soit HCO3 - est amené dans la cellule pour neutraliser H+ dans le cytosol (selon la réaction HCO3 - + H + → H2O + CO2). L'un des antiporteurs qui utilise le premier mécanisme est un N / A + -H + échangeur, qui couple un afflux de Na + à un efflux de H + . Un autre, qui utilise une combinaison des deux mécanismes, est un N / A + -conduit Cl - -HCO3 - échangeur qui couple un influx de Na+ et HCO3 - à un efflux de Cl - et H + (de sorte que NaHCO3 entre et HCl sort). Le Na + -Cl - -HCO3 - l'échangeur est deux fois plus efficace que l'échangeur Na + -H +, dans le sens où il pompe un H + et en neutralise un autre pour chaque Na + qui entre dans la cellule. Si HCO3 - est disponible, comme c'est généralement le cas, cet antiporteur est la protéine porteuse la plus importante régulant le pHje. Les deux échangeurs sont régulés par le pHje et augmentent leur activité lorsque le pH dans le cytosol diminue.

Un N / A + -Cl indépendant - -HCO3 - échangeur a également un rôle important dans le pHje régulation. Comme les transporteurs Na + -dépendants, les Cl - -HCO3 - l'échangeur est régulé par le pHje, mais le mouvement de HCO3 - , dans ce cas, est normalement hors de la cellule, en descendant son gradient électrochimique. Le taux de HCO3 - efflux et Cl - afflux augmente avec le pHje augmente, diminuant ainsi le pHje chaque fois que le cytosol devient trop alcalin. Le Cl - -HCO3 - l'échangeur est similaire à la protéine de la bande 3 dans la membrane des globules rouges discutée au chapitre 10. Dans les globules rouges, la protéine de la bande 3 facilite la décharge rapide du CO2 lorsque les cellules traversent les capillaires pulmonaires.

Les pompes H + pilotées par l'ATP sont également utilisées pour contrôler le pH de nombreux compartiments intracellulaires. Comme discuté au chapitre 13, le faible pH des lysosomes, ainsi que des endosomes et des vésicules sécrétoires, est maintenu par de telles pompes à H +, qui utilisent l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour pomper H + dans ces organites à partir du cytosol.


Biologie : 2.5 Membranes biologiques

Le tissu de la membrane était constitué d'une bicouche phospholipidique avec des protéines flottant à l'intérieur, qui forment un motif en mosaïque.

Les molécules lipidiques peuvent changer de place les unes par rapport aux autres et certaines protéines peuvent se déplacer, ce qui donne de la fluidité.

Régule la fluidité de la membrane

Les neurones ont une gaine de myéline formée de cellules aplaties enroulées autour d'eux, ce qui donne aux couches de la membrane cellulaire formant la gaine de myéline environ 20% de protéines et 76% de lipides.

Membrane plasmique autour du corps cellulaire et autour de l'axone

Ainsi, ils diffusent à travers des canaux protéiques intégrés dans la membrane

Une paroi cellulaire en cellulose rigide et résistante empêchera l'éclatement de la cellule si trop de molécules d'eau pénètrent dans la cellule.

Lorsque les cellules sont placées dans une solution de potentiel hydrique inférieur, l'eau quitte les cellules par osmose, à travers la membrane plasmique partiellement perméable.

Le cytoplasme des cellules végétales rétrécit et la membrane se détache de la paroi cellulaire en cellulose, les cellules sont décrites comme plasmolysées

Le tissu végétal avec des cellules plasmolysées est décrit comme flasque

Ils ont également une région qui se lie à et permet l'hydrolyse d'une molécule d'ATP, pour libérer de l'énergie de cette manière, ils agissent comme des enzymes

Un exemple d'endocytose est la phagocytose où les globules blancs (macrophages) absorbent des agents pathogènes et les digèrent

Molécule d'ARNm produite dans le noyau et libérée à travers un pore nucléaire, puis transportée vers le réticulum endoplasmique rugueux, où la protéine d'ARNm est synthétisée.

Grâce à une vésicule de transport, la protéine d'ARNm est transportée vers l'appareil de Golgi, où elle est encore modifiée

Les positions/fonctions des protéines intégrées à la membrane peuvent en être altérées, par exemple si certaines des protéines qui agissent comme des enzymes dans une membrane dérivent latéralement, cela peut altérer la vitesse des réactions qu'elles catalysent

Une augmentation de la fluidité membranaire peut affecter le repliement de la membrane plasmique pendant la phagocytose

Une augmentation de la fluidité membranaire peut également modifier la capacité des cellules à signaler d'autres cellules en libérant des produits chimiques, souvent par exocytose

Il existe de nombreux acides gras insaturés qui composent la bicouche de phospholipides de la membrane cellulaire, et à mesure qu'ils sont comprimés, les plis de leur queue repoussent les molécules de phospholipides adjacentes, ce qui maintient la fluidité de la membrane.

Les proportions d'acides gras insaturés/saturés au sein d'une membrane cellulaire déterminent la fluidité à froid

Leur structure tertiaire (forme) change et ne peut donc pas revenir en arrière lorsqu'ils refroidissent, ils sont donc dénaturés


Membranes biologiques

Les membranes biologiques sont des structures contenant deux couches de molécules appelées phospholipides qui forment une barrière continue. Les phospholipides sont des molécules grasses avec une tête et deux queues. La partie tête a une charge électrique et est attirée par l'eau, mais les queues non chargées repoussent l'eau et les molécules chargées se dissolvent dans l'eau. Les couches de phospholipides s'alignent de telle sorte que les têtes font face aux surfaces interne et externe d'une membrane tandis que les queues occupent l'espace entre les têtes. Les matériaux dissous avec une charge électrique utilisent des protéines liées à la membrane pour traverser une membrane cellulaire.


Canaux protéiques/protéines porteuses

Quelqu'un peut-il expliquer la différence entre un canal protéique et des protéines porteuses.

Dans mon livre, il est dit que les protéines intrinsèques agissent comme des vecteurs pour transporter les molécules solubles dans l'eau.

Mais pour faciliter la diffusion, il est indiqué que les canaux protéiques transportent des molécules hydrosolubles à travers la bicouche phospholipidique.

Alors, comment les molécules hydrosolubles sont-elles transportées - est-ce via un canal protéique ou une protéine porteuse ?

Toute aide sera fortement appréciée.

Pas ce que vous cherchez ? Essayer&bonjour

Yo lié. Je n'ai pas du tout compris non plus, mais au bout d'un moment, j'ai compris. Laissez-moi prendre mes notes.

Premièrement, les protéines extrinsèques et intrinsèques ne sont que des types de protéines. Intrinsèque signifie qu'il traverse toute la membrane. Extrinsèque signifie que c'est juste d'un côté de la membrane. C'est tout ce que cela veut dire. Le manuel contient des images de cela. Maintenant:

  • Ce sont des protéines intrinsèques, qui s'étendent donc sur toute la membrane
  • Ils font essentiellement un canal/chemin/trou pour que les choses passent par
  • Le canal formé par les protéines du canal est rempli d'eau. Cela signifie seulement soluble dans l'eau les substances peuvent passer.
  • Diffusion facilitée se passe ici. Il s'agit essentiellement de diffusion, de concentration élevée à faible. Facilité signifie simplement qu'il a besoin de cette protéine pour fonctionner, et la protéine ici est la protéine du canal qui fait le trou dans la membrane. (Ne dites pas trou, utilisez des mots plus gentils comme canal/chemin)
  • Certains les chaînes sont également fermé et/ou sélectif. Gated signifie qu'il ne s'ouvre que lorsqu'il est stimulé de manière appropriée. Sélectif signifie qu'il ne laisse passer que certaines substances.
  • Ceux-ci peuvent faire à la fois diffusion facilitée ET transport actif
  • Si vous voulez une image de ce à quoi elle ressemble, elle ramasse la molécule d'un côté de la membrane, puis change de forme et la dépose de l'autre côté.
  • La chose à retenir ici est que la molécule qui se déplace à travers la membrane se lie en fait à la protéine, contrairement aux canaux où la protéine ne fait qu'un trou pour le passage des molécules.
  • Pour diffusion facilitée les molécules utilisent leur énergie cinétique intégrée pour se lier à la protéine du canal, qui la déplace de l'autre côté de la membrane. Comme il s'agit de diffusion, elle passe d'une concentration élevée à une concentration faible.
  • Pour transport actif L'ATP est utilisé pour déplacer les molécules d'une faible concentration à une concentration élevée.
  • Dans les deux cas, avec les protéines porteuses, la molécule SE LIE À LA PROTÉINE.

Si je me trompe, quelqu'un me le dit. Et demande si tu as des questions

(Message original de Lié)
Quelqu'un peut-il expliquer la différence entre un canal protéique et des protéines porteuses.

Dans mon livre, il est dit que les protéines intrinsèques agissent comme des vecteurs pour transporter les molécules solubles dans l'eau.

Mais pour faciliter la diffusion, il est indiqué que les canaux protéiques transportent des molécules hydrosolubles à travers la bicouche phospholipidique.

cazmasetro a donné un très bon résumé des caractéristiques des protéines de canal et des protéines porteuses ci-dessus, et c'est très simple à son point crucial : les protéines de canal sont un « tunnel » à travers la membrane cellulaire, les protéines porteuses saisissent une molécule, la déplacent vers l'autre côté de la membrane, et laissez-le aller. Des trucs hyper simples.

Les protéines porteuses sont un peu plus complexes dans les mécanismes qu'elles utilisent, et elles ont beaucoup de façons différentes de fonctionner, mais je ne pense pas que vous ayez à vous en soucier, et la description de base est comme je l'ai déjà dit .

Pour éclaircir quelque chose que je ne pense pas, c'est très évident dans la réponse ci-dessus : la « diffusion facilitée » dans les protéines porteuses signifie simplement que le processus ne nécessite aucune énergie : vous n'avez pas besoin de dépenser d'énergie pour déplacer la molécule d'un côté de la membrane à l'autre.

Vous n'avez pas non plus besoin de mémoriser la liste ci-dessus si vous comprenez vos bases de la diffusion et du transport actif, et pouvez utiliser un peu de bon sens, vous pouvez déterminer ce que font les protéines de canal et les protéines porteuses !

Alors, comment les molécules hydrosolubles sont-elles transportées - est-ce via un canal protéique ou une protéine porteuse ?

Toute aide sera fortement appréciée.

C'est les deux ! Parfois, vous utilisez des canaux, parfois vous utilisez des opérateurs, selon la situation.

Une protéine de pointe plus robuste explique la propagation plus rapide des variantes de coronavirus

BOSTON - 16 mars 2021 - Les variantes de coronavirus à propagation rapide au Royaume-Uni, en Afrique du Sud et au Brésil soulèvent à la fois des inquiétudes et des questions quant à savoir si les vaccins COVID-19 les protégeront. De nouveaux travaux dirigés par Bing Chen, PhD, au Boston Children's Hospital ont analysé comment la structure des protéines de pointe du coronavirus change avec la mutation D614G – portée par les trois variantes – et ont montré pourquoi ces variantes sont capables de se propager plus rapidement. L'équipe rend compte de ses conclusions dans Science (16 mars 2020).

L'équipe de Chen a imagé les pointes avec la microscopie cryoélectronique (cryo-EM), qui a une résolution jusqu'au niveau atomique. Ils ont découvert que la mutation D614G (substitution d'une seule "lettre" d'acide aminé dans le code génétique de la protéine de pointe) rend la pointe plus stable par rapport au virus SARS-CoV-2 d'origine. En conséquence, davantage de pointes fonctionnelles sont disponibles pour se lier aux récepteurs ACE2 de nos cellules, rendant le virus plus infectieux.

Empêcher le changement de forme des pointes

Dans le coronavirus d'origine, les protéines de pointe se lieraient au récepteur ACE2, puis changeraient radicalement de forme, se repliant sur elles-mêmes. Cela a permis au virus de fusionner sa membrane avec les membranes de nos propres cellules et de pénétrer à l'intérieur. Cependant, comme Chen et ses collègues l'ont signalé en juillet 2020, les pointes changeaient parfois de forme prématurément et s'effondraient avant que le virus ne puisse se lier aux cellules. Bien que cela ait ralenti le virus, le changement de forme a également rendu plus difficile pour notre système immunitaire de contenir le virus.

"Parce que la protéine de pointe d'origine se dissocierait, elle n'était pas assez bonne pour induire une forte réponse d'anticorps neutralisants", explique Chen.

Lorsque Chen et ses collègues ont imagé la protéine de pointe mutante, ils ont découvert que la mutation D614G stabilise la pointe en bloquant le changement de forme prématuré. Fait intéressant, la mutation rend également les pointes plus faiblement liées au récepteur ACE, mais le fait que les pointes soient moins susceptibles de se désagréger prématurément rend le virus globalement plus infectieux.

"Disons que le virus d'origine a 100 pointes", explique Chen. « En raison de l'instabilité de la forme, vous n'avez peut-être que 50 % d'entre eux fonctionnels. Dans les variantes G614, vous pouvez en avoir 90 % qui sont fonctionnels, donc même s'ils ne se lient pas aussi bien, il y a plus de chances que vous ayez infection."

Chen propose que les vaccins repensés incorporent le code de cette protéine de pointe mutante. La forme de pointe plus stable devrait rendre tout vaccin basé sur la pointe (comme le vaccin Moderna, Pfizer et Johnson & Johnson) plus susceptible de provoquer des anticorps neutralisants protecteurs, dit-il.

Orientation future: un médicament pour bloquer l'entrée du coronavirus

Chen et ses collègues appliquent davantage la biologie structurale pour mieux comprendre comment le SRAS-CoV-2 se lie au récepteur ACE2, avec un œil sur la thérapeutique pour empêcher le virus de pénétrer dans nos cellules.

En janvier, l'équipe a montré dans Nature Structural & Molecular Biology qu'une protéine ACE2 "leurre" structurellement conçue se lie au virus 200 fois plus fortement que la propre ACE2 du corps. Le leurre a fortement inhibé le virus en culture cellulaire, suggérant qu'il pourrait s'agir d'un traitement anti-COVID-19. Chen envisage maintenant de faire progresser cette recherche dans des modèles animaux.

Chen est enquêteur principal sur le papier en Science. Jun Zhang et Yongfei Cai de la division de médecine moléculaire des enfants de Boston ont été co-premiers auteurs. Les coauteurs étaient Tianshu Xiao, Hanqin Peng, Sophia Rits-Volloch et Piotr Sliz de Boston Children's Jianming Lu de Codex BioSolutions, Inc., Sarah Sterling et Richard Walsh Jr. du Harvard Cryo-EM Center for Structural Biology (Harvard Medical School) et Haisun Zhu, Alec Woosley et Wei Yang de l'Institute for Protein Innovation (Harvard Institutes of Medicine). Le travail a été financé par les National Institutes of Health (AI147884, AI147884-01A1S1, AI141002, AI127193), un prix COVID-19 de MassCPR et Emergent Ventures.

À propos de l'hôpital pour enfants de Boston

L'hôpital pour enfants de Boston est classé n°1 des hôpitaux pour enfants du pays par U.S. News & World Report et est le principal affilié d'enseignement pédiatrique de la Harvard Medical School. Abritant la plus grande entreprise de recherche au monde basée dans un centre médical pédiatrique, ses découvertes ont bénéficié à la fois aux enfants et aux adultes depuis 1869. Aujourd'hui, 3 000 chercheurs et personnels scientifiques, dont 9 membres de la National Academy of Sciences, 23 membres de la National Academy of Medicine et 12 chercheurs médicaux Howard Hughes forment la communauté de recherche de Boston Children. Fondé en tant qu'hôpital pour enfants de 20 lits, le Boston Children's est maintenant un centre complet de 415 lits pour les soins de santé pédiatriques et adolescents. Pour en savoir plus, visitez notre blog Discoveries et suivez-nous sur les réseaux sociaux @BostonChildrens, @BCH_Innovation, Facebook et YouTube.

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Réactions chimiques de l'eau

L'eau est directement impliquée dans de nombreuses réactions chimiques pour construire et décomposer des composants importants de la cellule. La photosynthèse, le processus des plantes qui crée des sucres pour toutes les formes de vie, nécessite de l'eau. L'eau participe également à la construction de molécules plus grosses dans les cellules. Les molécules comme l'ADN et les protéines sont constituées d'unités répétitives de molécules plus petites. L'assemblage de ces petites molécules se produit par une réaction qui produit de l'eau. Inversement, l'eau est nécessaire pour la réaction inverse qui décompose ces molécules, permettant aux cellules d'obtenir des nutriments ou de réutiliser des morceaux de grosses molécules.

De plus, l'eau protège les cellules des effets dangereux des acides et des bases. Les substances très acides ou basiques, comme l'eau de Javel ou l'acide chlorhydrique, sont corrosives même pour les matériaux les plus durables. En effet, les acides et les bases libèrent des hydrogènes en excès ou absorbent les hydrogènes en excès, respectivement, des matériaux environnants. Perdre ou gagner des hydrogènes chargés positivement perturbe la structure des molécules. Comme nous l'avons appris, les protéines nécessitent une structure spécifique pour fonctionner correctement, il est donc important de les protéger des acides et des bases. L'eau le fait en agissant à la fois comme un acide et une base (Figure 4). Bien que les liaisons chimiques au sein d'une molécule d'eau soient très stables, il est possible qu'une molécule d'eau abandonne un hydrogène et devienne OH – , agissant ainsi comme une base, ou accepte un autre hydrogène et devienne H 3 O + , agissant ainsi comme un acide. Cette adaptabilité permet à l'eau de lutter contre les changements drastiques de pH dus aux substances acides ou basiques dans le corps dans un processus appelé tampon. En fin de compte, cela protège les protéines et autres molécules dans la cellule.

Figure 4 : L'eau agit comme un tampon en libérant ou en acceptant des atomes d'hydrogène.

En conclusion, l'eau est vitale pour toute vie. Sa polyvalence et son adaptabilité permettent d'effectuer des réactions chimiques importantes. Sa structure moléculaire simple aide à maintenir des formes importantes pour les composants internes et la membrane externe des cellules. Aucune autre molécule n'égale l'eau en ce qui concerne les propriétés uniques qui soutiennent la vie. De manière passionnante, les chercheurs continuent d'établir de nouvelles propriétés de l'eau telles que les effets supplémentaires de sa structure asymétrique. Les scientifiques doivent encore déterminer les impacts physiologiques de ces propriétés. Il est étonnant de voir à quel point une molécule simple est universellement importante pour des organismes ayant des besoins divers.

Molly Sargen est doctorante en première année du programme de sciences biologiques et biomédicales de la Harvard Medical School.

Dan Utter est un étudiant de cinquième année au doctorat en biologie organique et évolutive à l'Université Harvard.

Pour plus d'informations:

  • Pour en savoir plus sur l'importance de la solubilité des médicaments, consultez cet article.
  • Consultez ces articles pour plus d'informations sur les protéines et sur l'impact de l'eau sur leur repliement.
  • En savoir plus sur les phospholipides ici.
  • En savoir plus sur l'eau affecte la structure de l'ADN ici.
  • En savoir plus sur les acides et les bases ici.
  • Découvrez les propriétés uniques de l'eau sur cette page ou les propriétés récemment découvertes de l'eau dans cet article.

Cet article fait partie de notre édition spéciale sur l'eau. Pour en savoir plus, consultez la page d'accueil de notre édition spéciale !


Voir la vidéo: 3 YEAR SHOTS AT THE DOCTOR! (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Clementius

    Je m'excuse, j'aimerais offrir une autre décision.

  2. Avedis

    Je suis désolé, mais je pense que vous faites une erreur. Discutons. Envoyez-moi un e-mail en MP.

  3. Archere

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