Les protéines sont souvent appelées les éléments constitutifs du corps. Cette similitude renvoie tout d'abord à leur importante fonction structurelle. Par exemple, on les retrouve en grande quantité dans la structure des muscles, des os, des ongles, de la peau et des cheveux.
En descendant au niveau microscopique, les protéines forment l'échafaudage de chaque cellule, appelé cytosquelette, qui permet aux cellules de changer de forme ou de se déplacer.
La protéine structurelle la plus importante du corps humain est le collagène, qui représente environ 6 % du poids corporel. Il existe de nombreux types de collagène, plus de 20, caractérisés par des propriétés légèrement différentes et également par une organisation différente en fibres et fibrilles. Le collagène de type 1, par exemple, est de loin le plus abondant. En effet, il entre dans la composition des principaux tissus conjonctifs, tels que la peau, les tendons, les os et la cornée, où une haute résistance à la traction est requise. D'autre part, le collagène de type 2 est présent dans le cartilage et les disques vertébraux, où une plus grande résistance aux forces de compression est requise. Une autre protéine structurelle, l'élastine, fournit de l'élasticité aux tissus tels que la peau, lui permettant de reprendre sa forme initiale après avoir été soumise à des forces d'étirement ou de contraction.
Rappelons enfin la kératine, protéine structurale caractéristique des cheveux, des ongles et des cheveux, et la tubuline, unité fondamentale des microtubules qui constituent l'échafaudage de la cellule, c'est-à-dire le cytosquelette.
Mais les protéines n'ont pas seulement une fonction structurelle. Plus que des briques, elles peuvent en fait être comparées à une véritable entreprise de construction, avec les fonctions de construction, de démolition, de transport, de stockage, de défense des bâtiments contre les dangers environnementaux et même de planification et de coordination des travaux.
Par leur fonction contractile, certaines protéines mettent en mouvement les muscles et plus généralement génèrent des mouvements dans les cellules et les tissus. Pensez par exemple au moment où une cellule, comme un globule blanc, doit passer du sang à un tissu pour se rapprocher de l'agent pathogène, l'incorporer et le détruire. Les deux protéines contractiles les plus connues sont l'actine et la myosine, présentes à la fois dans les muscles et dans le cytosquelette.
Les protéines participent également aux défenses immunitaires, formant les immunoglobulines, que nous connaissons tous sous le nom d'anticorps, importantes pour la défense contre les infections. Chaque cellule expose également à sa surface des protéines de reconnaissance qui lui permettent d'être reconnue par le système immunitaire comme inoffensive, car elle fait partie de l'organisme. Lorsque ce système de reconnaissance ne fonctionne pas correctement, le système immunitaire attaque les cellules saines de l'organisme et des maladies dites auto-immunes apparaissent, comme le lupus érythémateux disséminé, la polyarthrite rhumatoïde ou la maladie de Graves, qui est l'une des causes les plus fréquentes d'hyperthyroïdie.
Certaines enzymes lytiques sont également de nature protéique que certaines cellules du système immunitaire utilisent pour digérer et détruire les envahisseurs.
Comme nous l'avons dit, les protéines ont également une fonction de transport. Il suffit de penser aux protéines plasmatiques, comme l'hémoglobine, qui transporte l'oxygène dans le sang, ou l'albumine qui représente une sorte de camionneur occupé à transporter de nombreuses substances, dont des hormones, des graisses et de nombreux médicaments.
Les protéines constituent également les soi-disant porteurs, présents comme autant de mains vers la surface externe des cellules et prêtes à saisir les molécules dont la cellule a besoin pour les transporter à l'intérieur. Ces transporteurs sont très spécifiques ; par exemple, nous avons différents transporteurs pour le glucose, pour les acides aminés, pour le sodium, pour le calcium, etc. Évidemment, les porteurs agissent également dans le sens inverse, c'est-à-dire que les cellules ont des protéines spéciales auxquelles elles délèguent l'élimination des déchets.
Une autre fonction importante des protéines est la fonction régulatrice. En effet, ils participent aux réactions chimiques qui se déroulent dans notre corps, les accélérant, les ralentissant, les favorisant ou les entravant au besoin. La plupart des enzymes sont en fait des protéines. Par exemple, nous avons des enzymes appelées protéases, qui décomposent et dégradent les protéines endommagées ou excédentaires, ou des synthétases qui sont en général des enzymes qui favorisent la synthèse de molécules. Par exemple, une enzyme bien connue est l'ATP-asi qui décompose la molécule d'ATP, qui est la monnaie énergétique du corps. Rappelons enfin l'ADN polymérase qui participe à la synthèse de l'ADN.
Toujours au sujet de l'activité régulatrice, comment ne pas oublier l'action réceptrice exercée par les protéines. Les récepteurs sont des protéines capables de reconnaître et de se lier à des molécules spécifiques, généralement appelées ligands, modifiant leur structure précisément grâce à cette liaison. Le récepteur peut donc être assimilé à un verrou, auquel correspond une clé spécifique, qui est précisément le ligand.
L'interaction entre le ligand, qui est la clé, et le récepteur, qui est la serrure, détermine l'ouverture d'une porte, grâce au changement de conformation que nous avons évoqué. Question : Vous vous souvenez quand nous parlions il y a peu de temps de porteurs, ou porteurs membranaires ? Eh bien, pour transporter un certain contenu, ce dernier doit d'abord entrer dans la cellule, qui est très pointilleuse et sélective dans l'entrée de diverses substances. Pour choisir quelles substances laisser entrer ou non, la cellule s'appuie sur les récepteurs membranaires.
Toujours en référence à l'action régulatrice, rappelons qu'il existe également des protéines impliquées dans le contrôle de l'expression de gènes spécifiques. À son tour, chaque gène contient les instructions pour la synthèse de protéines spécifiques, qui est confiée à des ribosomes, des organites comparables à de véritables usines de protéines contrôlées dirigées par l'ARNm.
Enfin, les protéines constituent certains types d'hormones ; c'est le cas de l'insuline, qui permet au glucose de pénétrer dans les cellules, de l'hormone de croissance indispensable à la croissance de l'organisme, et de l'ocytocine, indispensable lors de l'accouchement et pour les liens affectifs entre hommes et femmes.
