PMA50.jpg

Structure secondaire des protéines et des peptides

Le dichroïsme circulaire est connu pour la région spectrale ultraviolette (UV). Les applications sont limitées dans la plupart des cas, en raison de bandes d'absorption caractéristiques qui sont généralement de grande largeur et superposées par des bandes non spécifiques (p. ex. des chaînes latérales aromatiques). Notamment pour les biomolécules, des coefficients d'absorption et de dispersion importants limitent les applications.

Dans l'infrarouge (IR), les vibrations moléculaires sont excitées. Les bandes d'absorption correspondantes sont en général étroites et spécifiques. Un masquage de l’information, contrairement au DC électronique, n’est pas observé dans l’IR.

La figure suivante montre les spectres DCV (partie supérieure) et le spectre d'absorption (partie inférieure) de l'hémoglobine (à gauche), du lysozyme (milieu) et de la concanavaline A (à droite), tous résolus dans une solution de D2O (50 mg/ml) dans une cellule CaF2 de 25 µm.

VCD_spectra.jpg

Les spectres d'absorption des trois protéines sont très similaires. Tous montrent une bande d'absorption de l'amide I (principalement le mode d'étirement C=O), indiquée par « I » et une bande d'absorption de l'amide II (principalement le mode d'étirement C-N et de déformation N-H), indiquée par « II », non structurées et relativement larges.

Après un examen plus approfondi, il apparaît que la bande d'amide I de l'hémoglobine se comporte de manière asymétrique autour de 1650 cm-1, alors que la concanavaline A présente son absorption maximale de l'amide I à 1630 cm-1 et une petite courbe à 1690 cm-1.

Malgré des spectres d'absorption similaires, ces protéines présentent des différences significatives dans leur structure secondaire : l'hémoglobine est principalement déterminée par une structure d'hélice α tandis que la concanavaline A existe principalement dans un feuillet β et que le lysozyme partage ces deux éléments de structure en quantités comparables.

Les différences entre les structures secondaires sont beaucoup plus apparentes dans les spectres DCV. La bande d'hémoglobine de type dérivé correspond à une contribution élevée de l'hélice α typique, alors que le creux à 1630 cm-1 dans le spectre DCV de la concanavaline A est très spécifique des structures en feuillet β. Il n’est donc pas surprenant que le spectre DCV du lysozyme se compose des deux éléments de structure.

La spectroscopie DCV offre donc une possibilité unique de déterminer la structure secondaire des protéines, et permet également l'observation des changements de conformation. Des expériences sur d'autres protéines montrent que les signaux présentés par le DCV dépendent sans ambiguïté des structures secondaires.

Demander plus d'informations