La drépanocytose

Relation entre structure et fonction des protéines : la drépanocytose

Vous devez avoir installé ANAGENE et RASMOL sur votre ordinateur.

Télécharger le fichier drepano.edi et le copier dans le répertoire Anagene Sauve. Si ce fichier est enregistré avec une double extension .edi.txt, supprimer l'extension .txt.
Dans RASMOL, créer un répertoire nommé Hb-drep. Télécharger le fichier drepano.exe. Double-cliquer sur drepano.exe et indiquer le répertoire qui vient d'être créé. Les fichiers betadrep.pdb, betanorm.pdb, hba.pdb, hbs.pdb et hbshbs.pdb sont copiés dans ce répertoire.

Manipulation

1. Visualisation de la molécule d'hémoglobine.
Lancer RASMOL.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, hba.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Choisir Colorer, par Chaîne/segment.
Taper select hem valider.
Taper color orange valider puis select *.fe valider puis color red valider.
Choisir Afficher, sphères, rayon 500, OK.

Les 2 chaînes alpha sont en vert et bleu, les 2 chaînes bêta sont en cyan et jaune, les 4 molécules d'hème sont en orange et les atomes de fer en rouge

2. Comparaison des séquences.

Lancer ANAGENE.
Choisir Fichier, Ouvrir, dans le répertoire Sauve, drepano.edi.

Comparer les séquences 2 à 2 (comparaison simple).

Les deux chaînes alpha sont identiques. Les deux chaînes bêta sont différentes : glu6 devient val6.

3. Comparaison de la structure des chaînes bêta.
Sous RASMOL :

Choisir Fichier, Fermer.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, betanorm.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Taper color white valider puis select glu6 valider puis color red valider.

Choisir Fichier, Fermer.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, betadrep.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Taper color white valider puis select val6 valider puis color red valider.

Les deux chaînes ont une structure identique.

4. Comparaison de la structure des hémoglobines.
Sous RASMOL :

Choisir Fichier, Fermer.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, hba.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Choisir Colorer, par Chaîne/segment.
Taper select hem valider puis color orange valider puis select glu6 valider puis color red valider.

Choisir Fichier, Fermer.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, hbs.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Choisir Colorer, par Chaîne/segment.
La molécule ne se présente pas comme hba.pdb. Il faut la faire pivoter et modifier les couleurs. Faire glisser le curseur situé à droite jusqu'en haut de l'écran. Taper select *b valider puis color cyan valider puis select *d valider puis color yellow valider puis select hem valider puis color orange valider puis select val6 valider puis color red valider.

Les deux molécules ont une structure identique.

5. Apport de connaissances scientifiques.
On sait que l'hémoglobine drépanocytaire se polymérise dans l'hématie. Il se forme des fibres responsables de la déformation des hématies.

6. L'hémoglobine drépanocytaire.
Sous RASMOL :
Choisir Fichier, Fermer.
Choisir Fichier, Ouvrir, hb-drep, hbshbs.pdb, OK.
Choisir Afficher, Bâtonnets, rayon 150, OK.
Taper select *a or *e valider puis color blue valider puis select *b or *f valider puis color cyan valider puis select *c or *g valider puis color green valider puis select *d or *h valider puis color yellow valider puis select val6 valider puis color red valider.

Sous ANAGENE :
Choisir programmes et documents, l'hémoglobine humaine drépanocytaire, tétramère de l'Hb drépanocytaire.

7. Bilan.
Les deux molécules d'hémoglobine sont adhérentes en un point sans qu'il n'y ait de liaison covalente ni de liaison hydrogène. La valine est un acide aminé hydrophobe qui remplace l'acide glutamique, hydrophile. Comme les molécules sont entourées d'un film d'eau, il se crée un point de "collage" entre la leucine 88 et la phénylalanine 95 d'une chaîne alpha du premier tétramère et la valine 6 d'une chaîne bêta du deuxième tétramère. Cette liaison répétée de nombreuses fois est responsable de la polymérisation des molécules d'Hb S et de la déformation des hématies.

Voir aussi le site de l' INRP.