Que sont les protéines ? Définition, types et exemples

Que sont les protéines ?

Les protéines sont de minuscules particules d’une importance capitale : elles aident votre corps à faire tout ce qui est nécessaire pour fonctionner et rester en vie. Vous ne pouvez pas voir les protéines avec vos yeux, mais elles se trouvent à l’intérieur de chaque cellule de votre corps et effectuent toute une série de tâches sans même que vous vous en rendiez compte.

Pour comprendre ce que sont les protéines et ce qu’elles font pour votre corps, il peut être utile de connaître quelques termes :

• UNmoléculeest une particule composée d’un ou plusieurs éléments, comme l’oxygène, le carbone ou l’hydrogène. Les protéines sont des molécules constituées d’acides aminés dont chacun est constitué de carbone et d’hydrogène.
• UNcelluleest la plus petite unité de vie, ce qui signifie qu’elle peut vivre seule. Toutes les personnes et autres organismes vivants sont constitués de nombreux types de cellules différents. Votre corps crée constamment de nouvelles cellules pour soutenir ses fonctions. Les protéines jouent un rôle important dans ce processus.

Même si les protéines sont trop petites pour que vous puissiez les voir, les scientifiques les considèrent comme de grosses molécules par rapport à d’autres types de molécules présentes dans votre corps. Les protéines se plient et se replient pour former des formes complexes en trois dimensions (3D) adaptées à leurs tâches spécifiques.

Qu’est-ce que la protéine ?

« Protéine » fait référence au macronutriment présent dans de nombreux aliments et boissons. Les gens parlent généralement de « protéine » (ou « protéine alimentaire ») lorsqu’ils parlent de nutrition et de « protéines » lorsqu’ils discutent de la science sur le fonctionnement des molécules individuelles dans votre corps.

Les protéines alimentaires sont un nutriment essentiel qui maintient votre corps en activité. La quantité de protéines dont vous avez besoin chaque jour dépend de nombreux facteurs, notamment votre âge, votre niveau d’activité, votre poids et vos besoins quotidiens en calories.

Lorsque vous mangez des haricots, du saumon, des œufs ou d’autres aliments contenant des protéines, votre système digestif prend ces protéines et les décompose en ses composants, appelés acides aminés. Votre corps utilise ensuite ces acides aminés pour construire de nouvelles protéines qui effectuent toutes sortes de tâches cruciales. Ce processus fait partie de votre métabolisme.

Quelle est la fonction des protéines ?

Les protéines permettent à tout ce qui se trouve dans votre corps de fonctionner et de bougertoipeut continuer à avancer. Les protéines sont si importantes que les scientifiques les décrivent comme les bêtes de somme de votre corps.

Voici quelques effets des protéines sur votre corps :

• Aidez les cellules de votre corps à « lire » vos gènes et à utiliser ces informations pour construire de nouvelles cellules et molécules, y compris de nouvelles protéines (oui, c’est vrai : les protéines aident en effet à créer d’autres protéines)
• Fournir une structure aux cellules et aux tissus de tout votre corps
• Attachez-vous aux envahisseurs, comme les bactéries et les virus, pour les éliminer de votre corps
• Décomposez les nutriments contenus dans les aliments que vous consommez – y compris les graisses, les protéines et les glucides – en formes que votre corps peut utiliser (cela pourrait être une autre surprise : certaines protéines, appelées enzymes, se décomposent).autreprotéines!)
• Envoyer des signaux chimiques et transporter des informations de cellule en cellule
• Accélérer (catalyser) les réactions chimiques au sein des cellules, ce qui aide à créer l’énergie dont votre corps a besoin pour fonctionner
• Servir de canaux (comme de petites portes) dans la membrane externe d’une cellule qui permettent aux substances d’entrer ou de sortir de la cellule
• Transportez de petites molécules dans tout votre corps (par exemple, une protéine présente dans votre sang appelée hémoglobine est comme un service de colis spécial qui transporte l’oxygène vers tous les tissus de votre corps)

Toutes les protéines ne font pas toutes ces choses. Et certains remplissent d’autres fonctions qui sont trop nombreuses pour être énumérées ici. Il existe de nombreux types différents de protéines dans votre corps, et chaque type de protéine se spécialise dans une ou plusieurs tâches spécifiques.

Exemples de protéines

Les protéines portent des noms différents selon ce qu’elles font. Ils entrent également dans certaines catégories générales selon leur fonction. Voici quelques exemples :

• Protéines de défenseprotégez votre corps. Si vous avez entendu parler des anticorps, vous connaissez déjà un type clé de protéine de défense. Les anticorps sont des travailleurs acharnés qui aident votre corps à repousser les germes et autres envahisseurs.
• Les enzymes servent de catalyseurs aux réactions chimiques, comme lors de la digestion. Les enzymes accélèrent les réactions chimiques au moins 1 million de fois. Les enzymes comprennent la lipase, qui aide à décomposer les graisses alimentaires, et la carbohydrase, qui décompose les glucides. D’autres exemples d’enzymes incluent la trypsine, la thrombine et la pepsine.
• Protéines messagèresenvoyer des signaux chimiques entre les différentes cellules, tissus et organes de votre corps. Certaines hormones sont classées comme protéines messagères en raison de leur travail pour soutenir les processus corporels.
• Protéines motricesaider les choses à se déplacer dans et entre vos cellules. Par exemple, ils soutiennent le mouvement de parties cellulaires essentielles à la cicatrisation des plaies. Les protéines motrices aident également vos muscles à bouger, aident les aliments à circuler dans votre tube digestif et soutiennent la circulation sanguine dans votre corps. 
• Protéines structurellesoffrir un soutien aux cellules de votre corps. Ces protéines aident également diverses cellules et substances à se déplacer dans votre corps. Des exemples de protéines structurelles comprennent le collagène, la tubuline et l’actine. Les tubulines se rejoignent pour former des tubes qui transportent des substances dans vos cellules. Actin travaille avec les protéines motrices pour aider vos muscles à se contracter. 
• Protéines de transport/canalagissent comme de petites portes permettant aux molécules de se déplacer entre les parties d’une cellule ou entre une cellule et son environnement. Ces protéines sont souvent intégrées dans la barrière extérieure protectrice d’une cellule (membrane cellulaire).

Où se trouvent les protéines ?

Les protéines se trouvent dans les cellules de tout votre corps. En fait, chaque cellule contient plusieurs milliers de protéines. Chaque protéine d’une cellule accomplit un travail spécifique pour répondre aux besoins de votre corps.

De quoi sont faites les protéines ?

Les protéines sont constituées d’acides aminés maintenus ensemble par des liaisons chimiques. Une protéine contient généralement des centaines d’acides aminés individuels. Vous pouvez considérer ces acides aminés comme des perles sur un collier. Le mot « polypeptide » fait référence à une chaîne unique, ou collier, d’acides aminés. « Poly- » signifie plusieurs et « -peptide » signifie une molécule contenant au moins deux acides aminés.

Mais les protéines sont plus que de simples chaînes d’acides aminés. Ce sont des molécules complexes constituées d’une ou plusieurs chaînes qui se tordent et se replient de manière spécifique pour que la protéine fonctionne comme elle le devrait.

La fonction d’une protéine – ce qu’elle fait dans votre corps – détermine sa structure exacte. Mais toutes les protéines partagent la même structure de base, que les scientifiques décomposent en quatre niveaux. Regardons de plus près.

Structure des protéines

Il existe quatre niveaux de structure protéique, allant du simple au complexe :

• Structure primaire de la protéine: Il s’agit de la séquence d’acides aminés dans une seule chaîne polypeptidique. Vous pouvez comparer la structure primaire à l’ordre des perles dans un collier de perles. Vous pouvez d’abord choisir le rose, puis le bleu, puis le jaune. Les « perles » d’une chaîne polypeptidique sont des acides aminés disposés dans un ordre spécifique. Des liaisons chimiques les maintiennent ensemble. L’ordre change en fonction du type de protéine et de sa fonction dans votre corps.
• Structure secondaire de la protéine: C’est la forme que prend une chaîne polypeptidique en raison des interactions chimiques entre ses « perles » (acides aminés). La forme peut être enroulée (hélice alpha) ou pliée en zigzag (feuille bêta). C’est un peu comme ajouter des perles magnétiques au collier pour que certaines parties de la chaîne soient attirées les unes vers les autres.
• Structure tertiaire de la protéine: Il s’agit de la forme 3D qui se forme lorsque les régions de structure secondaire se replient pour former la structure finale de la protéine. L’eau attire certains acides aminés et en repousse d’autres. Ainsi, certains acides aminés restent sur la surface externe de la protéine, où ils peuvent se lier aux molécules d’eau, tandis que d’autres se déplacent vers l’intérieur. Pour imaginer cela, imaginez enfiler des perles sur un fil métallique, puis plier et façonner le fil pour former une forme 3D que vous pouvez tenir dans votre main.
• Structure quaternaire des protéines: C’est le quatrième niveau et le plus complexe. Toutes les protéines n’ont pas ce niveau de complexité. Mais certains, comme l’hémoglobine, le font. C’est lorsqu’une protéine possède plus d’une chaîne polypeptidique et que ces chaînes interagissent et se replient les unes dans les autres. Les liaisons chimiques maintiennent ces chaînes ensemble dans leurs formes 3D uniques.

Pourquoi ces structures sont-elles importantes ? En effet, tout changement dans la structure attendue d’une protéine peut entraîner des problèmes de santé, allant de la drépanocytose à la maladie d’Alzheimer. Votre corps dépend des protéines qui adoptent une certaine structure pour faire leur travail comme elles le devraient. Lorsque quelque chose ne va pas avec une structure protéique – même une « perle » différente de ce qu’elle devrait être – les effets sur votre corps peuvent être importants.

Quels sont les éléments constitutifs des protéines ?

Les acides aminés sont les éléments constitutifs d’une protéine. Vous pourriez également entendre parler d’acides aminés comme étant les monomères des protéines. Un monomère est une molécule unique qui se connecte à d’autres molécules pour former des structures plus grandes (polymères).

Qu’est-ce que la synthèse des protéines ?

La synthèse des protéines est le processus de fabrication de nouvelles protéines pour répondre aux besoins de votre corps. Ce processus se déroule constamment à l’intérieur des cellules de votre corps – il se produit actuellement dans certaines de vos cellules au moment où vous lisez cet article.

C’est parce que les protéines ne durent pas toute la vie. Au fil du temps, ils se détériorent et vous en avez besoin de nouveaux pour répondre aux demandes de votre corps. C’est pourquoi vous avez besoin d’un apport constant de protéines provenant des aliments que vous consommez afin que votre corps dispose de nouveaux éléments constitutifs (acides aminés) pour la synthèse des protéines.

Vous pouvez considérer les cellules de votre corps comme de minuscules usines dotées d’équipements pour fabriquer des protéines. Chaque cellule contient le même équipement de base :

• Votre ADN: Cela fait office de manuel d’instructions pour fabriquer des protéines. L’ADN est situé au cœur de la cellule, appelé noyau. Chaque cellule contient l’intégralité de votre séquence d’ADN, mais les « ouvriers » d’usine n’utilisent que le « chapitre » spécifique du manuel dont ils ont besoin pour fabriquer un type spécifique de protéine.
• Molécules d’ARN: ARN signifie acide ribonucléique. C’est similaire à l’ADN mais avec quelques différences structurelles. Les molécules d’ARN sont les principaux ouvriers des usines. Il existe trois types différents d’ARN, et chaque type effectue un travail unique. L’ARN messager (ARNm) est le premier type impliqué. Une molécule d’ARNm transporte une copie des instructions de fabrication des protéines hors du noyau de la cellule et vers une « chaîne de montage ».
• Ribosomes: Vous pouvez considérer ces structures comme des chaînes d’assemblage pour construire des protéines. Rien ne peut être réalisé sans les éléments de base nécessaires – et c’est là que les molécules d’ARN de transfert (ARNt) interviennent. Ces travailleurs délivrent des acides aminés aux ribosomes. Les molécules d’ARN ribosomique (ARNr) lisent les instructions et dirigent le processus de construction de la nouvelle protéine, acide aminé par acide aminé. 

Étapes de synthèse des protéines

La synthèse des protéines – tout le travail qui a lieu à l’intérieur de chaque usine de production de protéines (cellule) – implique deux étapes principales :

• Transcription: C’est à ce moment-là que les instructions de votre ADN sont transcrites (copiées) sur une molécule d’ARNm. Cela se produit dans le noyau cellulaire.
• Traduction: C’est à ce moment-là que l’ARNr interprète les instructions et les utilise pour construire la protéine. La construction de protéines consiste à assembler des acides aminés en chaînes (polypeptides), puis à tordre et à plier ces chaînes pour leur donner la forme appropriée. Chaque protéine a une forme unique adaptée au travail qu’elle effectuera dans votre corps.

Comme même la meilleure des usines, vos cellules peuvent commettre des erreurs. Beaucoup de choses peuvent mal se passer lors du processus de fabrication d’une protéine. Parfois, d’autres travailleurs (molécules) détectent les erreurs et les corrigent. Mais certaines passent inaperçues et ces erreurs dans la synthèse des protéines peuvent entraîner toute une série de problèmes de santé.

Quelles affections et troubles courants sont liés aux protéines ?

La plupart des conditions liées aux protéines se répartissent en deux grandes catégories :

• Troubles génétiques : c’est lorsqu’un changement génétique (mutation) modifie le « manuel d’instructions » de votre corps. En conséquence, vos cellules fabriquent des protéines qui n’ont pas l’apparence ou n’agissent pas comme elles le devraient, ce qui entraîne des affections allant de légères à potentiellement mortelles.
• Troubles du repliement des protéines: Ces conditions se produisent lorsqu’une protéine ne se replie pas dans sa forme attendue. Un tel mauvais repliement peut entraîner toutes sortes de problèmes, comme des protéines qui s’agglutinent ou ne peuvent pas faire leur travail. Les troubles courants du repliement des protéines comprennent la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et le diabète de type 2, pour n’en nommer que quelques-uns.

Il y a un certain chevauchement. Par exemple, la fibrose kystique (FK) est un trouble du repliement des protéines qui est également génétique. Mais les troubles du repliement des protéines se développent généralement avec l’âge, et il n’y a souvent aucune mutation génétique claire qui en soit responsable. Les scientifiques pensent que les changements biologiques associés au vieillissement et aux facteurs épigénétiques jouent un rôle clé.