S’il te plait, dessine moi une protéine !

Il existe des dizaines de façons de représenter les protéines, chacune d’entre elles sert à mieux mettre en avant une caractéristique particulière de la molécule. Voici quelques exemples de représentations possibles parmi les plus courantes :

1.  Si on s’intéresse avant tout aux liaisons chimiques entre atomes, on peut utiliser de simples lignes, ou encore une représentation en bâtons de réglisse.
2. Si on veut voir un peu mieux la position relative des atomes, on passera à un modèle de type boules-bâtonnets.
3. Et si on souhaite visualiser le volume occupé dans l’espace par chacun des atomes on utilise plutôt des sphères.
4. On peut aussi représenter la surface de la protéine telle qu’elle serait vue par une petite molécule (comme par exemple de l’eau). Ce type de représentation permet de mieux voir l’entrée des cavités que de petites molécules (des ligands) pourraient utiliser pour entrer en contact avec la protéine.
5. Il arrive que l’on ne s’intéresse qu’à la forme prise par le squelette de la protéine (l’enchaînement des liaisons peptidiques), sans vouloir visualiser les chaînes latérales. Dans ce cas, un simple modèle en tube fera l’affaire.
6. Enfin, la représentation cartoon (mise au point par Jane Richardson au début des années 80) permet de mettre en valeur les structures secondaires de la protéine telles que les hélices α et les feuillets β, elle permet de bien souligner la beauté et la régularité des structures moléculaires et sera donc principalement utilisée sur ce blog. Dans cette représentation, les flèches utilisées pour montrer les feuillets β indiquent également le sens de lecture de la chaîne protéique (du N- vers le C-terminal).

Les couleurs utilisées dans le dessin peuvent aussi nous apporter des informations sur la molécule. Sur la figure montrant la chymotrypsine, chaque type d’atome a sa couleur propre (les atomes de carbone sont en bleu cyan, ceux d’oxygène en rouge, ceux d’azote en bleu marine, etc…). Mais la couleur peut également servir à indiquer les différents types d’acides-aminés (polaires ou apolaires) ou encore la charge électrostatique d’un atome.

Représenter une protéine d’une manière à la fois élégante, compréhensible et exacte scientifiquement, c’est tout un art. Et pour admirer les plus beaux modèles de protéines, on peut faire un tour sur la Protein Data Bank (PDB de son petit nom). Ce site web contient près de 150 000 structures expérimentales de protéines et met régulièrement en avant ses spécimens les plus passionnants sous la rubrique Molécule du mois. On y trouve notamment les magnifiques illustrations de David Goodsell, dont le travail à la frontière de la science et de l’art fait la joie et l’admiration des scientifiques depuis près de vingt ans.