Le « problème du repliement » : Peut-on prédire la structure des protéines ?

The « folding problem »

Laboratoire de Biochimie, CNRS, UMR7654, Départment de Biologie, École Polytechnique, 91128 Palaiseau, France

^* thomas.simonson@polytechnique.fr

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.

Abstract

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.