3. Les acides aminés Flashcards
Nommer les fonctions biologiques des acides aminés et des protéines (8)
- Catalyse = bcp de prots sont des enzymes. Grande majorité des réactions chimiques sont catalysées par des enzymes. Il existe des milliers d’enzymes différents dans la cellule.
- Transport = de petites molécules ou d’ions (ex: hémoglobine)
- Stockage des nutriments
- Structure = prots responsables de la forme et rigidité des cellules, des tissus et des organes
- Mouvement = assemblages de protéines confèrent aux cellules la capacité de se mouvoir et aux muscles de se contracter
- Décodage de l’information génétique = processus de transcription et de traduction. Prots peuvent aussi activer ou inhiber expression des gènes.
- Régulation = certaines prots servent d’hormones ou de récepteurs hormonaux responsables du contrôle de différentes activités cellulaires.
- Défense ou agression = certaines prots défendent ou aident à l’attaque d’une proie
Structure générale des acides aminés
- Groupement carboxyle (-COOH) et groupement amine primaire (-NH2)
Acides aminés standards (20)
- Unités de base qui servent à la construction des protéines = acides aminés protéogéniques
- Sont tous des acides α-aminés (alpha) et le carbone alpha porte 4 substituants différents alors c’est un carbone asymétrique/molécule chirale
(Selon la position du groupement on parlera de B bêta, y gamma, δ delta ou ε epsilon) - Ont tous une fonction carboxyle et une fonction amine primaire SAUF proline (amine secondaire)
- Ont tous une activité optique SAUF glycine (pas chirale)
- Sont des acides faibles polyprotiques (ont tous au moins 2 pKa (7 des 20 en ont 3)
- Sont des ampholytes/amphotères = peuvent jouer rôle d’acide et de base
Autres cas particuliers = isoleucine et thréonine possèdent 2 carbones chiraux (peuvent exister sous forme de 4 stéréoisomères)
Isoleucine et leucine = isomères de structure
Acides aminés non standards
Plus de 300!
Neurotransmetteurs, hormones ou intermédiaires métaboliques importants
Les 2 façons de classer les acides aminés
- Selon la nature chimique de la chaîne R (7 classes) qui facilite mémorisation
- Selon la polarité de la chaîne R (4 groupes) qui est la plus utilisée et importante pour structure des protéines car polarité des chaînes latérales a une influence importante sur le repliement de la structure 3D des protéines ainsi que sur leur fonction
Le point isoélectrique (pI)
Il correspond au pH auquel la totalité (100%) des molécules de l’acide aminé est sous forme de zwitterion (ion hybride/dipolaire) qui est une molécule avec charge positive et négative donc une charge nette nulle. (addition des pKa divisée par 2)
Les 7 classes nature chimique
- Aliphatique
- Fonction a-iminoacide
- Cycle aromatique
- Soufrée
- Hydroxylée
- 2e fonction basique
- 2e fonction acide et leur dérivé amide
Chaîne latérale aliphatique (5)
Chaîne avec que des atomes de carbone et d’hydrogène
- Glycine : chaîne lat aucun C (+ petit) (pas de carb chiral et c’est le seul dans les acides am protéogéniques)
- Alanine : chaîne lat 1 C
- Valine : chaîne lat 3 C
- Leucine et isoleucine : chaîne lat 4 C (isomères de structure)
Les 3 derniers sont des acides aminés branchés donc pas de chaîne lat linéaire.
Fonction a-iminoacide (1)
- Proline!!
Anneau pyrrolidine, amine secondaire, rigidité
Cycle aromatique (3)
- Phenylalanine
- Tyrosine
- Tryptophan (indole)
Les acides aminés aromatiques absorbent les rayons UV. Cette propriété est souvent utilisée pour le dosage et la détection des protéines.
Soufrée (2)
Présence d’un atome de soufre
- Méthionine
- Cystéine (thiol - lorsque les groupements thiol de 2 cystéines réagissent ensemble, il y a formation d’un pont disulfure)
B-Hydroxylée (2)
- Port groupement hydroxyle sur carbone B
- Serine
- Threonine
(Tyrosine = groupement hydroxyle mais lié au cycle aromatique)
2e fonction basique (3)
Chaînes latérales peuvent accepter proton supplémentaires, rendant ces acides aminés basiques
- Histidine
- Lysine (diamino acide)
- Arginine (3 groupements amines supplémentaires formant ion guanidium donc le plus basique)
2e fonction acide et leur dérivé amide (4)
Présence seconde fonction carboxyle à l’extrémité de leur chaîne latérale.
- Aspartate
- Glutamate
Si l’on modifie le second carboxyle par ajout d’un groupement amine on obtient:
- Asparagine
- Glutamine
Les 4 groupes selon la polarité
- Non polaires
- Polaires, non chargés
- Polaires et chargés : Acides (group. acide chaîne lat)
- Polaires et chargés : Bases (group basique chaîne lat)
Acides aminés non polaires (9)
Tous les acides aminés aliphatiques donc glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine.
ET
Proline, methionine, phenylalanine, tryptophan
Acides aminés polaires non chargés (6)
Tyrosine, serine, threonine, cysteine, asparagine, glutamine
Acides aminés polaires et chargés : Acides (2)
Aspartate et Glutamate
Acides aminés polaires et chargés : Basiques (3)
Histidine, lysine et arginine
De quoi dépend la solubilité d’un composé?
De sa polarité et de sa taille
À quoi sert l’index d’hydropathie?
Vérifier le caractère hydrophile ou hydrophobe (chargé = ++ hydrophile, polaire = + hydrophile, non-polaire = hydrophobe). Plus la valeur est positive, plus la molécule est hydrophobe.
Les autres acides aminés (3 groupes)
- Acides aminés absents des protéines = médiateurs chimiques : hormones, neurotransmetteurs + précurseurs ou intermédiaires métaboliques
- Acides aminés retrouvés dans les protéines = protéogéniques rares + après modifications post-traductionnelles
- Acides aminés de la série D
Médiateurs chimiques (2 types) qui permettent communication entre différentes cellules de l’organisme
- Hormones : produites par glande (circulation sang) et agissent à distance
EXEMPLES = éphédrine (en état de stress, fabriquée par glandes surrénales) et thyroxine T4/Triiodothyronine T3 pour métabolisme - Neurotransmetteurs : produits par des neurones et agissent à courte distance
EXEMPLES = GABA (contrôle moteur) et histamine (réactions allergiques)
Exemples de précurseurs ou intermédiaires métaboliques
- Homocystéine et homosérine : métabolisme des acides aminés
- Citrulline et ornithine : cycle de l’urée (élimination des ions ammoniums
- S-adénosylméthionine (SAM) : rôle dans la méthylation
Exemples de protéogéniques rares (incorporés directement dans la chaîne peptidique lors de la synthèse des protéines)
- Sélénocystéine (découverte dans prots sélénoprotéines)
- Pyrrolysine (présente chez certaines archaebactéries méthanogènes, surtout dans enzymes participant à la production de méthane)
Modifications post-traductionnelles
Certains acides aminés non-standards qui font leur apparition dans la chaîne polypeptidique suite à la modification chimique d’acides aminés standards qui sont déjà intégrés à la chaîne.
Modifications possibles = phosphorylation, méthylation, acétylation, hydroxylation, carboxylation
Acides aminés de la série D
Certaines bactéries/mycètes utilisent des acides aminés de la série D pour synthétiser des peptides présents dans leur paroi cellulaire qui induisent réponse immunitaire plus faible.
Aussi présents dans antibiotiques comme actinomycine et gramicidine
Pourquoi les acides aminés existent-ils sous différentes formes ioniques selon le pH du milieu?
Ils portent une fonction acide (groupement carboxyle COOH) et une fonction basique (groupement amine NH2). Ils peuvent donc se comporter à la fois comme un acide ou comme une base = MOLÉCULE AMPHOTÈRE
Pourquoi les acides aminés sont tous des acides faibles polyprotiques (polyacides)?
Car ils possèdent tous au moins 2 groupements ionisables.
Explication ionisation des acides aminés
- Dans un milieu fortement acide, les groupements carboxyle et amine de la molécule sont protonés (ils portent le maximum de protons possibles). La molécule a donc une charge nette positive.
- À mesure que le pH augmente, il y a libération du proton du groupement carboxyle et la molécule devient neutre avec une charge nette égale à 0 = ZWITTERION/ION HYBRIDE (pK1)
- À pH très basique, l’acide aminé libère le proton du groupement amine et la molécule est chargée négativement. (pK2)
pKR = pKa associé au groupement ionisable de la chaîne latérale
Au pH physiologique… charges?
Groupement carboxyle est négatif et groupement amine est positif donc charge nette est égale à 0. (acide aminé diprotique)
**Cependant, charge nette des acides aminés triprotiques à pH physiologique dépend de l’état d’ionisation du groupement ionisable de sa chaîne latérale.
Point isoélectrique = pH isoélectrique = pI (endroit ou la pente est la plus élevée)
pH ou l’acide aminé ne porte aucune charge nette (neutre)
Lorsqu’il n’y a pas de chaîne latérale ionisable : seuls les groupements COOH et NH2 sont ionisables. Le pI est alors la moyenne des pKa.
pI = pKa1 + pKa2/2
**Le pka correspond à l’endroit ou la pente est presque nulle.
** Le point isoélectrique d’un acide aminé ayant une chaîne latérale ionisable est égal à la moyenne des pka entourant la forme zwitterion de l’acide aminé. La courbe de titration dans ce cas comporte 3 paliers et 4 formes ioniques différentes.
Délocalisation de la charge
Lorsqu’on est en présence d’un groupement portant une charge et une double liaison.
