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

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