Étude des immunoglobulines
1 - Vue générale
de la molécule :
Une molécule d'immunoglobuline G humaine (IgG1)
affichée en fil de fer et représentée avec les couleurs
standards : carbone = gris, oxygène = rouge, azote = bleu,
soufre = jaune, les atomes d'hydrogène colorés en blanc n'ont
pas été représentés ici. La molécule montre un fragment
constant Fc et deux fragments Fab (antigen
binding = reconnaissance de l'antigène) Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine, chacun pouvant
fixer un antigène spécifique à leur sommet.
2
- Organisation :
L'organisation de la molécule
d'immunoglobuline G (affichage en sphères) montre qu'elle comporte deux
chaînes lourdes, colorées ici en rouge et en orange, et deux
chaînes légères, colorées ici en vert et en cyan. La cohésion au sein
de chacune des chaînes de la molécule Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine (affichage en fil de
fer) est réalisée par des liaisons hydrogène
colorées ici en blanc alors que la cohésion des 4 chaînes de
la molécule est assurée par des ponts disulfure
colorés ici en jaune. Un affichage de la molécule en rubans Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine montre l'existence
de domaines différents reliés par les ponts
disulfures. La structure et la
conformation spatiale sont bien visibles avec un
affichage du squelette carboné Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine de la molécule : à
la charnière, 2 ponts disulfure lient les chaînes lourdes entre
elles ; chaque chaîne légère est également liée à chacune
des chaînes lourdes par d'autres ponts disulfure.
On affiche un des domaines de l'immunoglobuline G humaine en sphères
et bâtonnets et en couleurs standards : carbone = gris, oxygène = rouge, azote
= bleu, soufre = jaune, les atomes d'hydrogène colorés en blanc n'ont pas été
représentés ici. Ce domaine est représenté ici par une partie de la chaîne légère
d'un fragment Fab. C'est le module unitaire à partir duquel sont construits
tous les représentants de la superfamille des immunoglobulines. Ses
dimensions sont d'environ 4 nm de long, 2,5 nm de large et 2,5 nm d'épaisseur.
Pour repérer la conformation spatiale du domaine, on colore les principaux atomes
de carbone responsables de la structure Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine en vert et on relie
ces atomes de carbone par une ligne imaginaire Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine colorée en vert.
Pour visualiser la conformation spatiale du domaine, on ne
conserve que les atomes de carbone responsables de la structure
et la ligne imaginaire Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine colorée en vert.
Certaines portions de la chaîne polypeptidique du domaine sont
disposées dans l'espace en brins bêta, d'autres
sont disposés en hélice alpha, d'autres encore
constituent des coudes, d'autres enfin ont une
disposition quelconque et forment les segments de liaison
Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine : le domaine
comporte 7 brins bêta disposés en feuillets Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine, deux brins voisins
étant anti-parallèles Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine. Le domaine est
constitué de trois brins qui forment un feuillet et de quatre
autres qui forment un autre feuillet Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine, chaque feuillet du
domaine étant discontinu Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine. Chaque ensemble de
brins est maintenu en cohésion par des liaisons hydrogène
Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine qui n'existent pas
entre les deux feuillets et colorées ici en jaune. Cependant,
les chaînes latérales des acides aminés Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine occupent tout l'espace
entre les feuillets du domaine. La cohésion entre les
deux feuillets est cependant assurée par un pont
disulfure Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine
coloré ici en orange. En utilisant un affichage des liaisons
hydrogène et du pont disulfure plus accentué Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine, on voit bien qu'ils
sont responsables du maintien de la conformation spatiale
du domaine. Ceci est vrai pour toutes les protéines.
3
- Relation structure - fonction :
Une molécule d'antigène,
le lysozyme du blanc d'œuf de Poule (Ag), lié à un fragment Fab d'une immunoglobuline
G1 humaine affichés en sphères et bâtonnets et représentés avec les
couleurs standards : carbone = gris, oxygène = rouge, azote = bleu, soufre =
jaune, les atomes d'hydrogène colorés en blanc n'ont pas été représentés ici.
Les mêmes molécules Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine affichées avec des
couleurs différentes : lysozyme = violet, chaîne légère de l'igG1
= vert, chaîne lourde de l'igG1 = rouge, puis affichées
en squelette carboné Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre
machine montrent qu'un des deux fragments variables
= Fv de l'IgG1 est une partie d'un fragment
Fab pouvant fixer un antigène spécifique, ici le lysozyme.
Un fragment Fv est donc constitué par une partie des domaines variables des
chaînes lourde et légère Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine de la
molécule. Les acides aminés auxquels se fixe l'antigène sont
regroupés en 6 régions Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine appelées
CDR (pour Complementarity Determining Region),
ici colorées en couleurs claires et affichées en squelette
carboné épais : elles constituent le site de
reconnaissance de l'antigène du fragment Fab. Les
atomes des CDR entrant en contact avec l'antigène sont mieux
visibles affichés en sphères, l'antigène (lysozyme) est affiché
en squelette carboné de couleur violette et en superposition Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine. On affiche les
atomes de l'antigène entrant en contact avec les atomes des CDR
en sphères et colorés en violet Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine : ils forment le site
antigénique ou épitope de l'antigène.
La représentation en sphères de l'épitope et des CDR seuls Pour visualiser l'image, charger le Plug-In "Chime" sur votre machine montre la
complémentarité de forme entre le site de
reconnaissance du fragment Fab de l'immunoglobuline et l'épitope
de l'antigène. Les liaisons établies entre le site de
reconnaissance du fragment Fab de l'immunoglobuline et l'épitope
de l'antigène sont des liaisons hydrogène.
4 - Bilan :
Réaffichez la molécule d'immunoglobuline G humaine.
Faites en un schéma résumant ses propriétés.
Script original téléchargé sur le site de l'INRP
- Paris
Modifications et développement de
Christian DUQUÉ
Prof de SVT
Lycée De Lattre de Tassigny
La Roche sur Yon
