Cours 2 part1 PDF - Structure des Acides Aminés

Structure Acides Aminés part.2 Ci- dessous nous pouvons retrouver une vision globale des propriétés des A.A: Sont indiquées: Les formules à Ph7...

Structure Acides Aminés part.2 Ci- dessous nous pouvons retrouver une vision globale des propriétés des A.A: Sont indiquées: Les formules à Ph7 (Masse moléculaire) Sigles pKc ( ⍺-carboxyl) pKn ( ⍺- amino) pKr ( chaîne latérale) pHi ( pH isoélectrique) Le regroupement est fait en fonction : ➡ De la nature des chaînes latérales ➡ De la polarité ➡ Caractère Acido-basique Tout cela nous sera utilise a/n des interactions des peptides et des protéines. Page 1 sur 6 I. Rappel Les A.A essentiels chez l’homme (9): ➡ Histidine ➡ Isoleucine ➡ Leucine ➡ Lysine ➡ Méthionine ➡ Phénylalanine ➡ Thréonine ➡ Tryptophan ➡ Valine Ces A.A ne peuvent être synthétisés par l’organisme, chez l’homme. Les autres sont produits in vivo par le métabolisme des cellules. ( Bonus Mémo: Hystérique, Le Très Lyrique Trystan Fait Vachement Méditer Iseult.) II. Propriétés physico-chimiques des A.A A. Solubilité des A.A Dans l’eau, les A.A sont solubles, mais très faiblement à un pH autour de leur pHi. Ils le sont plus fortement en milieu alcalin ( formation de sels). ‣ Les A.A les plus solubles sont les plus petits ( ex: Glycine ( G)), ou ceux porteur d’une chaîne latérale ‣ La tyrosine en raison de son noyau aromatique est peu soluble dans l’eau. La Valine ( V); Aliphatique, l’est davantage. ‣ L’ Arginine ( R), très basique et donc très polaire est très soluble tandis que la Cysteine avec sa chaîne latérale plus courte terminée par SH (=thiol), est très soluble. A noté: La Série ( S) qui est analogue de Cystéine (C) ( OH au lieu de SH) est particulièrement soluble Les autres solvants polaires ( hors de l’eau) tels que l’alcool éthylique, les aa ( en particulier proline) sont aussi solubles. Les solvants apolaires ( avec constantes électriques différentes), les aa sont solubles mais à degré moindres et la solubilité est largement dépendante des propriétés de la chaîne latérale ‣ Elle diminue avec le nombre d’atomes de carbone du radical, mais augmente si ce radical est porteur de fonctions polaires (NH2, COOH) ou hydrophiles ( OH). Page 2 sur 6 B. Stéréochimie des acides ⍺ aminés Un A.A est un composé organique contenant un groupement amine et un groupement acide carboxylique. Le type d’chaîne carbonée. A.A est relié à la position de l’amine sur la chaîne carbonée Les acides qui composent les protéines sont des acides ⍺-aminés. ‣ En effet, la fonction amine est en position ⍺ et sera noté par la suite C⍺. ‣ Comme ce carbone est relié à 4 groupes différents ( COOH, NH2, H et R), il est chiral ( sauf pour la glycine où R est un hydrogène). Les projections de Fischer permettent de décrire la stéréochimie des A.A Représentation de Fischer: ➡ Les liaisons chimiques non terminales sont représentées comme des lignes horizontales ou verticales ➡ La chaîne carbonée principale se situe sur la ligne Verticale ➡ L’orientation de la chaîne carbonée est telle que: Le carbone le plus oxydé est placé dans la moitié supérieure ➡ Les lignes horizontales représentent des liaisons situées au- dessus du plan de projection ou on dit « orientées vers le spectateur ». Dans le cas des AA, c’est le premier carbone asymétrique de la chaîne qui donne sa configuration ( D) ou ( L) à l’ensemble de la molécule. Ainsi cette molécule d’Alanine est L car la fonction NH2 est à Gauche NB: Le 1er Carbone asymétrique le plus haut dans cette chaîne placée suivant la convention de Fischer, celui ayant le numéro le plus faible. Page 3 sur 6 Nous avons ci-dessus, une représentation moins conventionnelle que celle de Fischer (En 3D). Nous remarque que ces molécules sont imagines l’une de l’autre dans un miroir, il s’agit d’ énantiomères. L’appartenance d’une espèce à la série D ou L ne préjuge pas son caractère lévogyre ou dextrogyre, ni de la configuration absolue (R/S) des carbones asymétriques que comporte cette espèce Tous les AA optiquement actifs des protéines des animaux et des végétaux appartiennent à la série L. On trouve cependant quelques AA de la série D chez les microorganismes (dans les parois constitutives Comparons la structure de la thréonine et de l’Isoleucine tel que: ✓ Le carbone 3 ( β. ) de la thréonine et de l’Isoleucine est aussi un centre chiral ✓ Leur énantiomère ( L) existe sous deux formes épimères ✓ On affecte le préfixe « allo » à l’épierre que l’on ne trouve pas dans les protéines: C. Coloration et absorption de la lumière Les solutions d’ AA sont incolores La plupart des AA absorbent à une λ < 230 nm Les AA aromatique absorbent vers 280 nm (entre 260 à 300 nm) ( ultraviolet): - Utile pour repérer la présence de protéines - Le tryptophane est fluorescent III. Méthodes d’études des Acides Aminés Page 4 sur 6 A. Méthodes basées sur la solubilité La Chromatographie: est une méthode physico-chimique pour séparer les différentes substances présentes dans un mélange (échantillon en phase homogène liquide ou gazeuse). La séparation des substances chimiques ( mélange homogène liquide ou gazeux) repose sur des différences de comportement entre une phase mobile courante et une phase stationnaire ( ou phase fixe). ★ Phase Mobile et phase fixe 1- phase mobile en chromatographie peut être: ‣ Soit un gaz ( chromatographie en phase gazeuse), phase mobile= gaz vecteur ou gaz porteur ‣ Soit un liquide ( chromatographie sur papier, couche mince ou colonne) ‣ La phase mobile = éluant 2- La phase fixe peut être solide ou liquide Les solides, silice ou alumine traitées, permettre la séparation des composants des mélanges grâce a leurs propriétés absorbantes Les Solides : employés comme remplissage d'une colonne (chromatographie par gravité et chromatographie à haute performance ou HPLC) ou étalés en couches minces sur une plaque de verre, d'aluminium ou sur une feuille de matière plastique (chromatographie sur couches minces ou CCM). Liquide: imprégnant un support solide ou encore par une chaîne carbonée fixée sur un support (phase greffée). ❖ Chromatographie sur Papier ❖ Chromatographie sur couche mince Chromatographie planaire dont la phase mobile est liquide. Elle comprend Une phase stationnaire: Une couche mince de matériel adsorbant ( souvent un gel de silice de l’oxyde d’aluminium); Une phase liquide, dite mobile ou éluant: un solvant ou un mélange de solvants qui va entraîner les composés à se séparer le long de la phase stationnaire. Dans la forme la plus simple de la technique, un échantillon du mélange d’acides aminés et déposer à une extrémité de la plaque TLC et séché. Page 5 sur 6 La lame est ensuite plongée dans le mélange de solvant (ligne de dépôt non immergée). Lorsque le solvant se déplace par capillarité vers l'autre extrémité, le mélange testé se sépare en divers composants. C'est ce que l'on appelle le développement des plaques TLC. La séparation dépend de plusieurs facteurs ; A) solubilité: plus un acide aminé est soluble dans le solvant, plus vite il remontera la plaque. B) Les interactions entre les aa et la silice, plus ils interagissent avec la silice, moins ils se déplacent C) La taille, plus le composé est grand, plus il remontera la plaque. La plaque est enlevée après un temps de développement optimal et séchée et les acides aminés sont détectés à l'aide d'un réactif approprié ( ninhydrine). Une caractéristique importante utilisée dans la chromatographie de couches minces et la valeur de Rf. La séparation des acides aminés est souvent exprimée par l'indice de Rf ( référence front) correspondant. Rf= distance parcourue par l’éluant. Le Rf est difficilement reproductible. C'est pour cela qu'il est préférable de caractériser chaque substance par son indice de Rx ( Rx= distance parcourue par un corps x pris comme référence). Un soluté très soluble dans la phase Fixe aura un Rf faible. Un soluté très soluble dans la phase mobile, son RF sera élevé et proche de 1. Page 6 sur 6