Scénario ABC Balade dans les banques de données.

Objectifs :

A partir du nom de la protéine trouver la séquence d'acides aminés, visualiser la structure 3-D, trouver des séquences similaires et construire un arbre phylogénétique.

N.B: pour accéder au site du cours : tapez http://doiop.com/bist

1° Trouver l'insuline dans la banque de données sur les protéines UniProt (SwissProt), puis sa séquence d'acides aminés

Rappels : Ce qu'est une protéine :

Lire le document "Steak ou haricots secs?" sur prolune

Les 20 acides aminés et leur structure

Exploiter le document sur expasy (pdf)

Trouver la séquence d'une protéine à partir de son nom dans la banque de donnees UniProt (SwissProt) Des exemples de protéines amusantes.pdf

• Pour l'Insuline : Trouver la fiche correspondante , noter le numéro d'accession de la fiche correspondant à la protéine (P01308 )
• Trouver sa séquence d'acides aminés

  Convertisseur code 1 lettre -> code 3 lettres des acides aminés : One -to-Three | Three to One
  Tableau des Abbrév acides aminés à une lettre/ 3lettres

• (Solution :
  MALWMRLLPLLALLALWGPDPA
  AAFVNQHLCGSHLVEALYLVCG
  ERGFFYTPKTRREAEDLQVGQV
  ELGGGPGAGSLQPLALEGSLQK
  RGIVEQCCTSICSLYQLENYCNa)
• Copier la séquence de l'insuline dans un texteur, supprimer les espaces et les fins de ligne "Return".

Autres activités possibles :

• Repérer le nombre d'acides aminés de la plus grande et de la plus petite protéine, la plus ancienne.
• Trouver la protéine la plus abondante sur terre : quelles raisons peut-on envisager pour expliquer son abondance ?
• Trouver une protéine qui existe chez presque tous les être vivants.
• Noter la diversité des protéines et de leurs fonctions

         10         20         30         40         50         60
 MALWMRLLPL LALLALWGPD PAAAFVNQHL CGSHLVEALY LVCGERGFFY TPKTRREAED

         70         80         90        100        110
 LQVGQVELGG GPGAGSLQPL ALEGSLQKRG IVEQCCTSIC SLYQLENYCN

2° Comment passer de la séquence en acides aminés à la structure 3D

Lancer par le web le programme 3-D Structure browser pour écoles (merci SwissProt)

De la séquence à la structure 3-d : Conseils et mode d'emploi (pdf)

Trouver la structure 3-d de l'insuline : cliquer sur l'icône I à côté de "insuline "

L'orienter de manière à bien voir les ponts disulfures qui relient les 2 chaînes: exemple ils sont en jaune ici : Copier l'image (Capture sur pc , pomme-shift-4 sur Mac) l'intégrer dans le document à rendre.

Afficher les protéines suivantes

• Kératine et collagène
• Hémoglogine
• Anticorps

et chaque fois :

• Lire la fonction de cette protéine, se renseigner ailleurs (ouvrage de référence, wikipédia) sur ce rôle,
• Observer la structure et essayer d'en imaginer les liens avec la fonction.

3 ° L'évolution lue dans les protéines

Principe

3 A) Trouver pour une protéine, les séquences équivalentes chez de nombreuses autres espèces

• Ouvrir le programme PhiloPhylo (solution)
• Choisir une protéine (chaque groupe choisit une protéine différente: insuline dans l'exemple ci-dessous)

3 B) Comparer les séquences d'une la protéine choisie dans différentes espèces.

Pour cela, il faut utiliser un programme bioinformatique (appelé ‘Blast’) qui va ‘pêcher’ dans une base de données toutes les protéines qui ressemblent à la protéine de départ. La base de données que nous utilisons est appelée Swiss-Prot. Elle contient des informations sur ~230’000 protéines provenant de ~10’000 espèces différentes.

• Cliquer le bouton OK ce qui lance une recherche des séquences similaires (Blast) à celle choisie : ici l'Insuline

On obtient une liste de séquences alignées.

Noter quels groupes d'êtres vivants sont représentés et lesquels sont absents.

Observer les zones qui sont différentes chez la plupart des organismes et celles qui varient peu. On parle de zones conservées pour les zones de la protéine qui ne varient pas d'une espèce à l'autre.

Repérez ces zones conservées et essayez d'imaginer pourquoi certaines zones changent plus que d'autres.

C) former un arbre de phylogénétique

• Choisir les espèces que l'on souhaite comparer et cliquer OK
• On obtient un arbre phylogénétique:

• Comparer les arbres obtenus à partir de différentes protéines
• Discuter des liens entre l'évolution et la classification

Liens :

• Ressources offertes par SwissProt pour l'éducation
• Sélection de liens BIST