biotechnologies, biodiversité des plantes
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Protéines et enzymes. Structures tridimensionnelles par JMOL
بروتينات و أنزيمات. معاينة في البعد الثالث

Les protéines et les enzymes (protéines de catalyse biologique) sont sonstituées d'acides aminés (structure primaire).

Les structures secondaires, tertiaire et quaternaires modifient l'aspect des protéines les rendant ainsi fonctionnelles. La visualisation 3D par JMOL permet d'étudier les structures fonctionnelles des protéines et enzymes qui constitent les cibles des investigations en biotechnologies. Nous illustrons ici l'exemple de la toxine cry (comme exemple de protéines) et la polyphénoloxydase (comme exemple d'enzymes)


تعد البروتينات (Protéines) من الجزيئات الكبيرة (Macromolécules) و تتكون من سلسلة أو سلسلات من الأحماض الأمينية (Acides aminés) ترتبط بينها بالروابط البيبتيدية (Liaisons peptidiques).

 أهمية البروتين تكمن في و تحفيز التفاعلات البيولوجية من خلال الآنزيمات (Enzymes) و التي تشكل أهم أهداف البيوتكنولوجيات العصرية.

Avertissement: la visualisation des molecules par JMOL nécessite l'installation de java (http://www.java.com). - Instructions-تعليمات


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Coloration تلوين

 


Les toxines Cry sont produites en tant que protoxines cristallines de haut poids moléculaire. Une fois ingérées par la larve de l'insecte (lépidoptère), les cristaux sont solubilisés.

Exemple de protéines: Toxine cry de Bacillus thuringiensis.

protéines. toxine cry

Etude des liaisons دراسة الروابط


Les toxines sont activées par protéolyse dans le tube digestif de l'insecte. Il en résulte une toxine de 60-70 kDa. La toxine Cry3Aa possède 3 domaines, notés I, II et III. Le domaine I, situé du côté N-terminal, est constitué d'hélices alpha. Il serait le responsable de la formation de pores dans la membrane cellulaire de l'insecte. Le domaine II assure la spécificité au récepteur grâce aux régions hypervariables qu'il contient. Le domaine III protège l'extrêmité C-terminale de la toxine contre l'activité protéolytique du tube digestf de l'insecte.

Toxine Cry du Bacillus thuringiensis (Bt) et la transformation génétique des plantes pour la résistances aux insectes (narration Ar):



La polyphénoloxydase (PPO) est une enzyme d'oxydation des phénols caractérisée par la présence du cuivre (Cu++). Cette étude concerne l'enzyme compléxée avec un inhibiteur (faux substrat); le phénylthiourée.

Pour sélectionner le le cuivre, suivez les opérations: 1/ Clic droit de la souris sur le complexe enzyme-ligand et visualiser sous batonnets (0%) --> 2/ Selectionner --> 3/ Hetéro --> 4/ Par HETATM --> 5/ CU-COPPER (II) ION et visualiser sous sphères (100%).


Exemple d'enzymes: Polyphénoloxydase des plantes (PPO).

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Coloration تلوين

 

Etude des liaisons دراسة الروابط


Faire de même pour sélectionner le phénylthiourée avec 5/ URS-N-PHENYL-THIOUREA et visualiser sous sphères (100%).

Pour la PPO, Il existe deux atomes de cuivre par molécules (chaîne). Chaque atome de cuivre est coordonnée par 3 histidines différentes. L'oxygène (substrat directeur) réagirait avec le cuivre. Il se placerait entre les deux atomes de cuivre. Le deuxième substrat (composé phénolique) est attiré vers la poche catalytique suite à son interaction hydrophobe avec la Phénylalanine (Phe261). Les deux éléments se rapprochent l'un à l'autre par leurs noyaux 'benzène'. ------> voir Examen (S5) sur la PPO de pomme (Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc)



Instructions pour la visualisation des molécules par JMOL تعليمات الاستعمال:

1. Choisir la molécule que vous voulez visualiser en la selectionnant dans les liens à droites اختر الجزيئ المراد معاينته 

2. Effectuer la ROTATION de la molécule en en pointant sur l'image et en maintenant appuyé le côté gauche de la souris tout en la faisant bouger. تحريك-دوران الجزيئ يتم بالضغط  مرتين مع استمرار الضغط  فوق الصورة مع تحريك الفأرة

3. Effectuer un ZOOM sur la molecule en maintenant enfoncée la touche shift (Î) du clavier et en tirant en avant et en arrière la sourisتقريب و إبعاد الصورة يتم بالضغط المتواصل على زر شيفت يمين لائحة المفاتح مع تحريك الفأرة

4. Pour avoir plus d'information sur la molécule, faite un clic droit par votre souris sur l'image et choisir, entre autres, le STYLE de visualisation. Ex: style -->combinaison--->bâtons.
للمعاينة تحت لوالب ألفا و صفائح بيتا، يجب إتباع نقر يمين الفأرة و اختيار -->style-->Combinaison-->Cartoon

5. Lorsque vous cliquez sur un atome de la molécule ses coordonnées (type d'atome, N°,..) s'inscrivent automatiquement sur la barre du bas de la page  عند وضع الفأرة فوق درة معينة من الجزيئ يظهر اسمها و رقمها

6. Pour savoir plus sur les commandes de visualisation tridimensionnelle des molécules du programme RASMOL s'appliquant aussi sur JMOL: visiter la page: http://www.takween.com/molecules-structure-3D/structures_preambule.html

7. Pour plus d'information sur JMOL, visiter: www.jmol.org


Protéines - enzymes. Visualisation JMOL


Liens utiles: QCM expression des gènes et productions de protéines ---- Protéines. Adressage aux différents organites cellulaires ---- Protéines et enzymes dans les programmes de l'enseignement secondaire
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