Étude historique de la visualisation des protéines: De la représentation ancienne de « noyau organique azoté » du XIXe siècle à la vision statique en « boules-tiges de fer » des années cinquante...

Résumé L’histoire de la visualisation des protéines est inséparable de celle de la biologie structurale qui étudie la structure et l’organisation spatiale des macromolécules biologiques. Les anciens avaient initialement imaginé les protéines comme des noyaux organiques azotés entourés d’une copule minérale. La détermination à l’échelle atomique de la structure 3D des protéines fait appel à des techniques d’approche biophysiques élaborées dans la première moitié du vingtième siècle. La cristallographie par diffraction des rayons X permet d’obtenir une carte de densité électronique. La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) définit une carte des distances inter-protons et des angles de torsion du squelette de la protéine. La cryomicroscopie électronique donne une image directe de la molécule saisie dans son milieu aqueux. Ces trois familles de techniques évoluent de manière spectaculaire pour grandir en précision, en définition et en analyse spatiale et temporelle. Aujourd’hui ces méthodes convergent grâce à des bases de données interactives et des outils bioinformatiques de modélisation dynamique vers la définition de modèles de liaisons « protéines-ligands », la découverte d’inhibiteurs pharmacologiques, la prédiction de structure macromoléculaire et une compréhension accrue des maladies du repliement anormal des protéines. Summary The history of the visualization of proteins is inseparable from that of structural biology that studies the structure and spatial organization of biological macromolecules. The ancients had initially imagined proteins as organic nitrogen nuclei surrounded by a mineral copula. The determination at the atomic scale of the 3D structure of proteins uses biophysical approach techniques developed in the first half of the twentieth century. Crystallography by X-ray diffraction provides an electron density map. Nuclear magnetic resonance spectroscopy defines a map inter-proton distances and angles of torsion of the backbone of the protein. Electron cryomicroscopy gives a direct image of the input molecule in its aqueous medium. These three families of techniques are evolving dramatically to grow in accuracy, resolution and spatial and temporal analysis. Today these methods converge with interactive databases and dynamic modeling bioinformatics tools towards defining models of «protein ligands» bounds, the discovery of pharmacological inhibitors, the prediction of macromolecular structure and an increased understanding of folding diseases abnormal proteins. [ABSTRACT FROM AUTHOR]