GROUPE PROTHÉTIQUE: PRINCIPAUX GROUPES ET LEURS FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Un groupe prothétique est le fragment d'une protéine qui n'a pas de nature d'acide aminé. Dans ces cas, la protéine est appelée «hétéroprotéine» ou protéine conjuguée, où la partie protéique est appelée apoprotéine. En revanche, les molécules constituées uniquement d'acides aminés sont appelées holoprotéines.

Les protéines peuvent être classées selon la nature du groupe prothétique: lorsque le groupe est un hydrate de carbone, un lipide ou un groupe hème, les protéines sont respectivement des glycoprotéines, des lipoprotéines et des héméprotéines. De plus, les groupes prothétiques peuvent être très variés: des métaux (Zn, Cu, Mg, Fe) aux acides nucléiques, en passant par l'acide phosphorique, entre autres.

Dans certains cas, les protéines ont besoin de composants supplémentaires pour remplir leurs fonctions avec succès. En plus des groupes prothétiques, il y a les coenzymes; Ces derniers se lient de manière lâche, temporaire et faible à la protéine, tandis que les groupes prothétiques sont fermement ancrés à la partie protéique.

Principaux groupes prothétiques et leurs fonctions

Biotine

La biotine est une vitamine hydrophile du complexe B qui participe au métabolisme de différentes biomolécules, y compris la gluconéogenèse, le catabolisme des acides aminés et la synthèse des lipides

Il agit comme un groupe prothétique pour diverses enzymes, telles que l'acétyl-CoA carboxylase (sous les formes trouvées dans les mitochondries et dans le cytosol), la pyruvate carboxylase, la propionyl-CoA carboxylase et la b-méthylcrotonyl-CoA carboxylase.

Cette molécule est capable de se fixer auxdites enzymes par l'intermédiaire d'un résidu lysine et est responsable du transport du dioxyde de carbone. La fonction de la biotine dans les organismes va au-delà de son rôle de groupe prothétique: elle participe à l'embryogenèse, au système immunitaire et à l'expression des gènes.

Le blanc d'œuf cru contient une protéine appelée avidine, qui supprime l'utilisation normale de la biotine; Par conséquent, la consommation d'œuf cuit est recommandée car la chaleur dénature l'avidine, perdant ainsi sa fonction.

Groupe Heme

Le groupe hème est une molécule de nature porphyrine (un grand hétérocycle) qui a dans sa structure des atomes de fer capables de se lier de manière réversible à l'oxygène ou d'abandonner et de prendre des électrons. C'est le groupe prothétique de l'hémoglobine, une protéine responsable du transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone.

Dans les globines fonctionnelles, l'atome de fer a une charge +2 et est dans un état d'oxydation ferreuse, il peut donc former cinq ou six liaisons de coordination. La couleur rouge caractéristique du sang est due à la présence du groupe hème.

Le groupe hème est également le groupe prothétique d'autres enzymes, telles que les myoglobines, les cytochromes, les catalases et les peroxydases.

Flavin mononucléotide et flavine adénine dinucléotide

Ces deux groupes prothétiques sont présents dans les flavoprotéines et sont dérivés de la riboflavine ou de la vitamine B ₂. Les deux molécules ont un site actif qui subit des réactions d'oxydation et de réduction réversibles.

Les flavoprotéines ont des rôles biologiques très variés. Ils peuvent participer à des réactions de déshydrogénation de molécules comme le succinate, participer au transport de l'hydrogène dans la chaîne de transport d'électrons ou réagir avec l'oxygène, générant du H ₂ O ₂.

Pyrroloquinoline quinone

C'est le groupe prothétique des quinoprotéines, une classe d'enzymes déshydrogénases telles que la glucose déshydrogénase, qui participe à la glycolyse et à d'autres voies.

Phosphate de pyridoxal

Le phosphate de pyridoxal est un dérivé de la vitamine B ₆. Il se trouve sous la forme d'un groupe prothétique des enzymes aminotransférases.

C'est le groupe prothétique de l'enzyme glycogène phosphorylase et lui est lié au moyen de liaisons covalentes entre le groupe aldéhyde et le groupe e-amino d'un résidu lysine dans la région centrale de l'enzyme. Ce groupe aide à la dégradation phosphorolytique du glycogène.

Tant le mononucléotide flavine et la flavine - adénine - dinucléotide mentionnés ci - dessus sont indispensables pour la conversion de pyridoxine ou vitamine B ₆ phosphate de pyridoxal.

Méthylcobalamine

La méthylcobalamine est une forme équivalente de vitamine B ₁₂. Structurellement, il a un centre octaédrique de cobalt et contient des liaisons métal-alkyle. Parmi ses principales fonctions métaboliques figure le transfert de groupes méthyle.

Pyrophosphate de thiamine

Le pyrophosphate de thiamine est le groupe prosthétique d'enzymes impliquées dans les principales voies métaboliques, telles que l'α-cétoglutarate déshydrogénase, la pyruvate déshydrogénase et la transcétolase.

De la même manière, il participe au métabolisme des glucides, des lipides et des acides aminés ramifiés. Toutes les réactions enzymatiques qui nécessitent le pyrophosphate de thiamine impliquent le transfert d'une unité aldéhyde activée.

Le pyrophosphate de thiamine est synthétisé par voie intracellulaire par phosphorylation de la vitamine B ₁ ou de la thiamine. La molécule est constituée d'un cycle pyrimidine et d'un cycle thiazolium avec une structure CH azide.

Une carence en pyrophosphate de thiamine entraîne des maladies neurologiques appelées béribéri et syndrome de Wernicke-Korsakoff. Cela se produit parce que le seul carburant dans le cerveau est le glucose, et comme le complexe pyruvate déshydrogénase nécessite du pyrophosphate de thiamine, le système nerveux n'a pas d'énergie.

Molybdoptérine

Les molybdoptérines sont des dérivés de la pyranoptérine; Ils sont constitués d'un anneau pyrane et de deux thiolates. Ce sont des groupes prothétiques ou des cofacteurs trouvés dans les enzymes contenant du molybdène ou du tungstène.

Il se trouve sous la forme d'un groupe prothétique de thiosulfate réductase, de purine hydroxylase et de formate déshydrogénase.

L'acide lipoïque

L'acide lipoïque est le groupe prothétique du lipoamide et est lié de manière covalente au groupement protéique par un résidu lysine.

Sous sa forme réduite, l'acide lipoïque a une paire de groupes sulfhydryle, tandis que sous forme oxydée, il a un disulfure cyclique.

Il est responsable de la réduction du disulfure cyclique dans l'acide lipoïque. De plus, c'est le groupe prothétique de la transcétylase et un cofacteur de différentes enzymes impliquées dans le cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs.

C'est un composant d'une grande importance biologique dans les déshydrogénases des alcatoacides, où les groupes sulfhydryle sont responsables du transport des atomes d'hydrogène et des groupes acyle.

La molécule est un dérivé d'acide gras octanoïque et se compose d'un carboxyle terminal et d'un cycle dithional.

Acides nucléiques

Les acides nucléiques sont les groupes prothétiques de nucléoprotéines trouvés dans les noyaux cellulaires, tels que les histones, la télomérase et la protamine.

Références

1. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP et Pérez, RS (2011). Fondamentaux de la biochimie. Université de Valence.
2. Battaner Arias, E. (2014). Compendium d'enzymologie. Editions de l'Université de Salamanque.
3. Berg, JM, Stryer, L. et Tymoczko, JL (2007). Biochimie. J'ai inversé.
4. Devlin, TM (2004). Biochimie: manuel avec applications cliniques. J'ai inversé.
5. Díaz, AP et Pena, A. (1988). Biochimie. Éditorial Limusa.
6. Macarulla, JM et Goñi, FM (1994). Biochimie humaine: cours de base. J'ai inversé.
7. Meléndez, RR (2000). Importance du métabolisme de la biotine. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194–199.
8. Müller - Esterl, W. (2008). Biochimie. Fondamentaux de la médecine et des sciences de la vie. J'ai inversé.
9. Stanier, RY (1996). Microbiologie. J'ai inversé.
10. Teijón, JM (2006). Fondamentaux de la biochimie structurale. Éditorial Tébar.
11. Vilches - Flores, A., et Fernández - Mejía, C. (2005). Effet de la biotine sur l'expression des gènes et le métabolisme. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716–724.