Protéines : courbe de titrage


Quelques éclaircissements sur :

Ce programme calcule le pI théorique et la courbe de titrage d'une protéine. Vous pouvez définir les valeurs des pK des différentes fonctions ionisables et le nombre de cystéines prises en compte.

Point isoélectrique

La valeur du pH correspondant au point isoélectrique (charge nette moyenne nulle) est calculée à l'aide de la théorie des équilibres multiples (Wyman ou encore Bellon).

Nous considérons que les différents groupements ionisables sont tous indépendants l'un vis à vis de l'autre (expérimentalement, nous pouvons nous en approcher en présence d'urée 6M) et nous cherchons les équilibres partiels qui encadrent la forme de la protéine dont la charge nette moyenne est nulle. A l'aide des constantes successives de dissociation cela peut se représenter sous la forme (en partant de la forme la plus acide) :


Nous approximons en ne tenant compte que des formes prépondérantes et nous pouvons écrire :

Les valeurs des divers Ki peuvent être calculées à partir des constantes individuelles de dissociation pour chacune des familles d'aminoacides (cas de l'indépendance de chaque groupement ionisable).
Pour une famille (par exemple les aspartiques) dont le nombre dans la séquence protéique est n :

Les valeurs des constantes individuelles de disssociation sont tirées du "Lehninger"

Tous les différents Ki (ou plutôt les pKi) sont calculés, puis ordonnés. Les pKi entourant la forme de charge moyenne nette nulle sont :
   - celui correspondant à l'élément n+ qui est exactement égal au nombre total de groupements basiques (portant des charges + sous la forme acide) dans ce tableau
   - et l'élément de rang immédiatement supérieur (n+ + 1)

Remarques :
Le programme vous propose :
   - de modifier les valeurs des pK des fonctions ionisables de la protéine (celle proposées par défaut sont celles de "Lehninger")
Pour d'autres valeurs voir le tableau suivant qui compile des valeurs trouvées dans la littérature.

   - puis calcule deux valeurs de pI :
     - l'une (classique) sans tenir compte des cystéines
     - l'autre, en prenant en compte le nombre de cystéines (groupements sulfhydryles libres) indiqué par vous-même

Courbe de titrage

Les résidus portant une fonction dissociable, ionisable sont les suivants (les pK sont tirés du "Lehninger") :


La charge nette moyenne <cnm> de la protéine est égale à :

où Y est la fraction de saturation du ligand H, ou encore à l'aide du nombre moyen de ligands H fixés, nous pouvons écrire :

En considérant, comme précédemment que toutes ces fonctions sont indépendantes (expérimentalement, nous pouvons nous en approcher en présence d'urée 6M), nous pouvons exprimer la charge nette moyenne en fonction du pH et des pKs des diverses fonctions ionisables (Bellon) :

Remarques :
Le programme vous propose :
   - de choisir le nombre de cystéines à prendre en compte pour le titrage
   - de modifier les valeurs des pK des fonctions ionisables de la protéine (celle proposées par défaut sont celles de "Lehninger")
Pour d'autres valeurs voir le tableau suivant qui compile des valeurs trouvées dans la littérature.

Comment récupérer le graphe
Si vous n'y arrivez pas à l'aide du menu contextuel : lorsque le pointeur de la souris est dans le graphe, il change de forme et vous indique un lien vers le fichier de type "JPEG". Cliquez et cela entrainera l'ouverture d'une nouvelle page avec uniquement l'image que vous pouvez sauvegarder à l'aide de l'item "Save as" du menu "File". Le fichier est de type "jpg" et vous avez sûrement un logiciel pour le traiter ou le transformer dans un autre type.

Références

- Wyman J. and Stanley J.  Binding and linkage Ed : University Science Books (1990)
- Bellon B.  Equilibres Multiples (Cours : p 34 et 35) (1994) *
- Lehninger A.  Biochimie Ed : Flammarion (1972)
- Bellon B.  Equilibres Multiples (Corrigés : n° 15) (1994) *
- * Un clin d'oeil à Michel Delaage


Page des programmes locaux

Version "Perl" ß-test

ABIM : © Ixe et Ygrec : ce programme utilise le programme "fly" qui crée des images de type GIF à la volée

Thanks to Martin Gleeson and credit to the University of Melbourne and the Quest Protein Database Center (Cold Spring Harbor Labs)