Abstracts
Résumé
La structure tridimensionnelle d'une protéine est codée par sa séquence d'acides aminés. Le « problème du repliement » consiste à prédire la première à partir de la seconde. Ce problème fondamental de biologie moléculaire voit aujourd'hui plusieurs débuts de solution. La puissance brute des ordinateurs actuels, avec la mobilisation de milliers d'internautes volontaires, a permis de littéralement replier de petites protéines in silico, c'est-à-dire par simulations. De plus, les programmes internationaux de génomique structurale ont pour but la détermination expérimentale des structures de centaines de protéines dans plusieurs organismes, et la modélisation par homologie des autres. Ils aboutiront à une cartographie complète des structures de protéines dans la nature, qui éclairera à la fois l'évolution passée des protéines, leurs fonctions actuelles et les possibilités nouvelles de cibles thérapeutiques.
Summary
A protein's three-dimensional structure is encoded in its aminoacid sequence. The « folding problem » consists in predicting one based on the other. This classic problem of molecular biology has seen important steps forward in recent years. The raw power of today's computers, along with the mobilization of thousands of internauts, have allowed several small proteins to be literally folded up in a computer, through simulations. Moreover, international programs for structural genomics aim to determine the experimental structures of hundreds of proteins in several organisms, and to model the others by homology to known structures. This will lead to a nearly-complete map of the protein structure universe, shedding light on the past evolution and current functions of today's proteins, and suggesting new targets for therapeutic strategies.
Appendices
Références
- 1. Bernot A. Analyse de génomes, transcriptomes et protéomes. Paris : Dunod, 2001 : 222 p.
- 2. Ramachandran GN, Sasisekharan V. Conformation of polypeptides and proteins. Adv Prot Chem 1968 ; 23 : 283-437.
- 3. Folding@Home : http://folding.stanford.edu. Berkeley Open Infrastructure for Network Computing : http://boinc.berkeley.edu
- 4. Becker OM, Mackerell AD, Roux B, Watanabe M. Computational biochemistry and biophysics. New York : Marcel Dekker, 2001 : 512 p.
- 5. McCammon JA, Gelin B, Karplus M. Dynamics of folded proteins. Nature 267 : 585-9.
- 6. Par exemple : http://www.charmm.org ; http://amber.scripps.edu ; http://www.igc.ethz.ch/gromos
- 7. Levitt M, Warshel A. Computer simulation of protein folding. Nature 1975 ; 253 : 694-98.
- 8. Duan Y, Kollman P. Pathways to a protein folding intermediate observed in a 1-microsecond simulation in aqueous solution. Science 1998 ; 282 : 740-4.
- 9. SETI : http://setiathome.ssl.berkeley.edu
- 10. Shirts M, Pande V. Screen savers of the world, Unite! Science 2000 ; 290 : 1903-4.
- 11. Zagrovic B, Snow CD, Shirts MR, Pande VS. Simulation of folding of a small alpha-helical protein in atomistic detail using worldwide distributed computing. J Mol Biol 2002 ; 323 : 927-37.
- 12. Simmerling C, Strockbine B, Roitberg AE. All-atom structure prediction and folding simulations of a stable protein. J Am Chem Soc 2002 ; 124 : 11258-9.
- 13. Sali A. 100,000 protein structures for the biologist. Nat Struct Biol 1998 ; 5 : 1029-32.
- 14. Baker D, Sali A. Protein structure prediction and structural genomics. Science 2001 ; 294 : 93-6.
- 15. http://predictioncenter.llnl.gov/casp6/Casp6.html
- 16. Eisenberg D. A problem for the theory of biological structure. Nature 1982 ; 295 : 99-100.
- 17. Dwyer MA, Looger LL, Hellinga HW. Computational design of a biologically active enzyme. Science 2004 ; 304 : 1967-71.
- 18. Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, et al. Design of a novel globular protein fold with atomic-level accuracy. Science 2003 ; 302 : 1364-8.
- 19. Kraulis P. Molscript: a program to produce both detailed and schematic plots of protein structures. J Appl Cryst 1991 ; 24 : 946-50.
- 20. Merritt EA, Murphy MEP. Raster3D: a program for photorealistic molecular graphics. Acta Cryst D 1994 ; 50 : 869-73.
- 21. DeLano WL. The Pymol molecular graphics system. San Carlos CA, USA : DeLano Scientific LLC. http://www.pymol.org