SubstanceProtein — Structure d'une protéine

Décrit la chimie d'une protéine pharmaceutique : séquence primaire, sous-unités, ponts disulfure, extrémités N/C-ter, modifications post-traductionnelles. Utilisée pour insulines, anticorps monoclonaux, protéines de fusion, facteurs de coagulation.

Objet de la ressource

Les biothérapies représentent désormais 40% des médicaments en développement et les blockbusters de l'industrie (Humira, Keytruda, Stelara). Pour qu'une telle substance soit identifiée sans ambiguïté par les agences réglementaires, sa séquence en acides aminés et sa structure de ponts disulfure doivent être décrites avec précision. SubstanceProtein est la structure formelle dédiée.

Une protéine peut avoir plusieurs sous-unités (deux chaînes pour l'insuline, quatre pour une IgG : deux chaînes lourdes et deux légères), des modifications post-traductionnelles (glycosylation, pegylation, lipidation, méthylation, phosphorylation), des extrémités modifiées (acétylation N-ter, amidation C-ter).

Champs clés

Champ	Type	Cardinalité	Rôle
`sequenceType`	CodeableConcept	0..1	Type de séquence : linéaire, cyclique, branchée.
`numberOfSubunits`	integer	0..1	Nombre de sous-unités (1 pour un peptide, 2 pour l'insuline, 4 pour une IgG…).
`disulfideLinkage`	string[]	0..*	Liste des ponts disulfure (format subunit-position : subunit-position).
`subunit`	BackboneElement[]	0..*	Description de chaque sous-unité.
`subunit.subunit`	integer	0..1	Index de la sous-unité.
`subunit.sequence`	string	0..1	Séquence primaire en code une-lettre IUPAC (G, I, V, E…).
`subunit.length`	integer	0..1	Longueur (acides aminés).
`subunit.sequenceAttachment`	Attachment	0..1	Séquence externalisée (FASTA, PDB…).
`subunit.nTerminalModificationId`	Identifier	0..1	Identifiant de la modification N-terminale.
`subunit.nTerminalModification`	string	0..1	Modification N-terminale narrative (acétyl, formyl, libre…).
`subunit.cTerminalModificationId`	Identifier	0..1	Identifiant de la modification C-terminale.
`subunit.cTerminalModification`	string	0..1	Modification C-terminale (amide, méthyl ester, libre…).

Exemple JSON

Insuline humaine : chaîne A (21 aa) et chaîne B (30 aa) reliées par 3 ponts disulfure (A6-A11 intra-A, A7-B7, A20-B19 inter-chaînes) :

json substanceprotein-example.json

{
  "resourceType": "SubstanceProtein",
  "id": "example-insulin",
  "sequenceType": {
    "coding": [{
      "system": "http://terminology.hl7.org/CodeSystem/protein-sequence-type",
      "code": "linear",
      "display": "Linear sequence"
    }]
  },
  "numberOfSubunits": 2,
  "disulfideLinkage": [
    "1-A6:A11",
    "1-A7:B7",
    "1-A20:B19"
  ],
  "subunit": [{
    "subunit": 1,
    "sequence": "GIVEQCCTSICSLYQLENYCN",
    "length": 21,
    "sequenceAttachment": {
      "contentType": "text/plain",
      "title": "Insulin chain A"
    },
    "nTerminalModificationId": {
      "system": "http://terminology.hl7.org/CodeSystem/n-terminal-mod",
      "value": "Glycine"
    },
    "nTerminalModification": "Free amino group",
    "cTerminalModificationId": {
      "system": "http://terminology.hl7.org/CodeSystem/c-terminal-mod",
      "value": "Asparagine"
    },
    "cTerminalModification": "Free carboxylic group"
  }, {
    "subunit": 2,
    "sequence": "FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT",
    "length": 30,
    "sequenceAttachment": {
      "contentType": "text/plain",
      "title": "Insulin chain B"
    }
  }]
}

Usages typiques

Anticorps monoclonaux : IgG1, IgG2, IgG4 — chaînes lourdes + légères + isotype.
Insulines : insuline humaine, analogues rapides (Aspart, Lispro), lentes (Glargine, Detemir).
Hormones recombinantes : hGH, érythropoïétine, FSH, GnRH agonistes.
Enzymes thérapeutiques : replacement therapies pour maladies lysosomales (alglucosidase, idursulfase…).
Protéines de fusion : étanercept (TNFR2-Fc), abatacept (CTLA4-Ig), aflibercept (VEGF-trap).

Pièges courants

Notation disulfide non standard : disulfideLinkage doit suivre subunit-position : subunit-position. Toute autre notation casse les outils de validation.
Glycosylation oubliée : la glycoforme N-297 d'un anticorps est cruciale pour la biosimilarité. SubstanceProtein ne porte pas la glyco : utiliser SubstanceDefinition + extensions ou un attachment décrivant le glycoprofil.
Confusion isotype : IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 ont des constantes différentes. Doivent être déclarés dans sequenceAttachment ou la SubstanceDefinition parente.
Sous-unité = chaîne ≠ domaine : une sous-unité est une chaîne polypeptidique distincte. Ne pas confondre avec les domaines (Fab, Fc, CDR…) d'une même chaîne.
Modifications N/C-ter sans coding : préférer un identifiant codifié (ChEBI, UNII) à du texte libre.

Ressources liées

SubstanceDefinition — référence ce bloc via structure.
SubstanceNucleicAcid, SubstancePolymer, SubstanceReferenceInformation, SubstanceSourceMaterial.
MedicinalProductDefinition — l'autorisation de mise sur le marché.
Ingredient — substance active d'un médicament protéique.

Voir aussi : SubstanceDefinition et Ingredient.

Fondamentaux

Standards

Messages phares

Outils