L'Année Internationale de la Cristallographie en France

2014, Année Internationale de la Cristallographie en France ( AICr2014 ), a permis de fédérer sept sociétés savantes ( l’AFC, la SFMC, la SFN, la SFμ, la SFP, la SCF et l’UdPPC ) qui, avec les principales tutelles scientifiques comme le CNRS et le Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, ont construit des évènements nationaux, mis à disposition des outils de communication et relayé de très nombreuses initiatives en Région. Du collégien au chercheur averti en passant par l’homme de la rue, nous avons interpellé, provoqué l’étonnement, expliqué… et parfois sans doute convaincu que la cristallographie, science transversale par essence, est au coeur de notre monde moderne. Un bilan plus complet a été publié dans Reflets de la Physique 44-45 (2015), 12-14.
Le site dédié à toutes les activités dans le cadre de l'AICr2014 a été en ligne de septembre 2013 jusqu'en janvier 2015 et a été repris presque dans son intégralité sur le site de l'Association Française de Cristallographie, en accord avec les partenaires.

Paul D. Boyer, John E. Walker et Jens C. Skou reçurent le prix Nobel de Chimie en 1997 pour la découverte de la structure atomique du domaine catalytique de l'ATP synthase, l'enzyme qui synthétise la molécule d'ATP (adénosine triphosphate). Ceci donna un éclairage nouveau dans la compréhension de la synthèse de l'ATP. L'ATP est une molécule indispensable à la vie et au développement des cellules vivantes.

 

 

Paul D. Boyer, John E. Walker, Jens C. Skou

 

ATP synthase ou comment les cellules produisent de l'énergie

Les cellules vivantes ont besoin d'énergie pour vivre et se développer. L'adénosine triphosphate (ATP) est la molécule qui, dans la biochimie de tous les organismes connus, stocke et transporte cette énergie. L' ATP est une molécule constituée d'adénine liée à un ribose qui est lui-même attaché à une chaîne de trois groupements phosphate (figure 1). L'ATP a été découvert en 1929. Cette molécule a été synthétisée en laboratoire pour la première fois en 1948.

 

L'énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme cellulaire et des organismes est fournie par hydrolyse de l'ATP. L'hydrolyse et la libération d'un groupement phosphate à partir de la molécule d'ATP produit de l'énergie

 

 

Structure d'une molécule d'ATP,  l'hydrolyse de l'ATP fournit de l'énergie

 

Une cellule possède très peu d'ATP, cependant elle en consomme en permanence. En conséquence, la cellule doit synthétiser cette molécule en permanence afin de répondre à ses besoins énergétiques. La synthèse de l'ATP demande de l'énergie et la présence d'une enzyme spécifique : l'ATP synthase.

 

La détermination de la structure de l'ATP synthase par cristallographie des rayons X a permis de comprendre certains aspects de la synthèse de l'ATP. Cette grande avancée a été récompensée par le prix Nobel de chimie attribué conjointement à Paul D. Boyer, John E. Walker et Jens C. Skou.

Mécanisme de synthèse de l'ATP

C'est la respiration cellulaire qui fournit l'énergie nécessaire pour la fabrication de l'ATP. En effet la respiration cellulaire permet de créer un gradient de protons (H+) qui sont ainsi sont accumulés d'un coté de la membrane (en dessous de celle-ci sur la figure 3). En présence de ce gradient de protons (force proton-motrice), les protons passent de l'autre côté de la membrane, à travers le complexe protéique ATP synthase et libèrent l'énergie qui est réutilisée pour la synthèse de l'ATP (fixation du groupement phosphate sur l'ADP pour former l'ATP).

 

 

Structure schématique de l'ATP synthase

 

 

 

Autres documents :

Animation portant sur la création du gradient de H+ et la synthèse de l'ATP
http://www.youtube.com/watch?v=3y1dO4nNaKY

Animation montrant le mécanisme et la dynamique de la protéine lors de la synthèse de l'ATP
http://www.youtube.com/watch?v=J8lhPt6V-yM

How cell obtain energy:
http://www.youtube.com/watch?v=i8c5JcnFaJ0

Présentation du Prof. Sir John E. Wlaker
ATP Synthase, the Understood, the Uncertain and the Unknown
http://www.youtube.com/watch?v=PiQh7tAKydA