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Avertissement: les logiciels dit de "Visualisation" des molécules en 3D sont plutôt des logiciels de Simulation; je parlerai de Simualisation. Nouvelle version 2013 HTML5
Si les applets Java tournent mal sur votre machine, il est conseillé de mettre à jour vos librairies Java à l'adresse http://www.java.com/fr/
Pour simualiser les molécules l'applet java Jmol (http://jmol.sourceforge.net/) est probablement le moyen le plus accessible sur tous les matériels (pour système Windows, Linux ou OS - tous les formats de fichiers moléculaires sont acceptés). Cette applet est en OPEN SOURCE !!!! (c'est à dire non seulement gratuite mais disponible pour que tous puissent améliorer le code et les fonctions du logiciel). Attention la version 10 complète avec les doc et le source pèse 22,7 Mo mais cela vaut le coup de passer deux heures (à 56Ko/s) à la charger... (Pour démarrer lancer jmol.jar). On peut aussi utiliser les mêmes fonctionnalités que l'applet dans des pages html en utilisant javascript (bibliothèque jmol.js)
Pour se procurer des fichiers de molécules il faut plus ou moins comprendre l'anglais, même si quelques molécules sont disponibles sur le site de l'inrp (http://www.inrp.fr/Acces/Biogeo/model3d/data3d.htm), pas toujours dans un format utilisable sur un Mac (.exe) !!! ou mieux sur le site http://librairiedemolecules.education.fr/ . Le site de référence est http://www.rcsb.org/pdb/ ou une des sites miroir comme http://www.pdb.mdc-berlin.de/pdb/ . Mais il est préférable de se faire sa propre base de données de molécules car les recherches ne sont pas simples. La mienne se trouve dans le répertoire jmol/PDB/. Attention certains des fichiers sont bidouillés (atomes manquants pour simplifier), ne pas les utiliser pour d'autres buts que pédagogiques. Un site (en anglais) où l'on peut avoir des fichiers de molécules: http://chemistry.gsu.edu/glactone/PDB/pdb.html.
Je recommande aussi l'applet King qui permet de simualiser les molécules dans un format graphique spécifique. Les images pour King (appelées kinemages) sont disponibles sur le site de l'application http://kinemage.biochem.duke.edu/index.php mais aussi comme fichier pour chaque molécule du site PDB http://www.rcsb.org/pdb/.
En faisant un double-clic sur un premier atome puis un deuxième double clic sur un second atome, l'applet affiche la distance en nanomètres (10-9m).
Avec un double-clic sur un premier atome puis un simple clic sur un deuxième puis un troisième atome, l'applet affiche l'angle entre les deux liaisons réunissant ces trois atomes deux à deux.
ROTATION AUTOMATIQUE faire tourner lentement la molécule autour d'un axe vertical (y) Revenir à la position du début
Exercice: la liaison peptidique
Un acide aminé a pour formule générale R-C(H)(COOH)(NH2), R étant un radical qui change selon les aa (-COOH étant la fonction "acide carboxylique" et -NH2 la fonction "amine"). D'autre part une liaison peptidique est établie avec départ d'eau entre le -COOH d'un premier acide aminé (dont on place par convention toujours l'extrémité -NH2 à gauche) et le -NH2 d'un second acide aminé. Les peptides sont donc toujours présentés avec leur extrémité -NH2 à gauche et leur extrémité -COOH à droite. Le plus simple des aa est la Glycine (Gly) (avec R = H ), vient ensuite l'Alanine (Ala) (R = CH3). Les deux acides aminés à cycle aromatique benzénique sont la Phénylalanine (Phe) (R = CH2-C6H5) et la Tyrosine (Tyr) (R = CH2-C6H4OH, l'OH étant positionné à l'opposé du CH2).
Écrire la formule développée du dipeptide: Ala -Tyr et du tripeptide Gly - Phe - Tyr
"Simualisation" en 3D de la structure secondaire
(ici l'insuline bovine voir le fichier officiel sur le site de la base de données PDB: 1APH ; la chaîne A est identique chez l'homme, le chien, le porc, le lapin et le cachalot; les chaînes B des vache, porc, chien, chèvre et cheval sont identiques). Pour une revue complète de toutes les molécules d'insuline, voir http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/data/scop.b.h.b.b.b.c.html qui présente plus de 60 fichiers, rien que pour l'insuline humaine.
NH3-Gly
-Asn-COO-
NH3-Phe
-Ala-COO-
Ce fichier présente une molécule cristallisée d'insuline (2 chaînes A (21 aa) et B (30 aa)) avec 56 molécules d'eau et une molécule de 1,2-dichloroéthane. J'ai ajouté aussi un fichier complet (1BEN) d'insuline humaine de 4 chaînes (A,B,C,D) avec un atome de Cl, 2 atomes de Zn, complexée avec une molécule de 4-hydroxybenzamide, 168 molécules d'eau) DANS LE SEUL BUT DE MONTRER LA COMPLEXITÉ DE L'ÉTUDE CRISTALLOGRAPHIQUE DES PROTÉINES (chaque molécule d'insuline est composée de 3 associations de 4 chaînes (A-B + C-D)).