Exp2

Racemisation des
Acides Aminés et
L’intérêt Biologique
Des Protéines
Introduction générale
Partie 1
Définition de racemisation
Les facteurs influençant sur la racemisation
Exemple d’application
Partie 2
L’ intérêt biologique des protéines
Introduction
 Les organismes vivants contient des protéines sous forme des
assemblage macromoléculaire formés par des enchainements
d’acides aminés par contre les peptides et les acides aminés
présents en faible quantité.
 Ce qui est remarquable que ces acides aminés existent dans les
organismes vivants sous la forme L.
 Après la mort d’un organisme vivant les acides aminés
(initialement de forme L) se transforment progressivement en
forme D. Cette évolution connu sous le nom de la racemisation .
 Ce transformation est très lente et dépend des conditions
physico-chimiques (pH, température…) du milieu.
Définition
 En chimie, un racémique ou racémate est un mélange en
proportions égales des énantiomères lévogyre et dextrogyre
d'un composé chiral. Autrement dit, pour le cas des
molécules contenant un seul carbone asymétrique, fréquentes
en chimie organique, un racémique contient à proportions
égales les deux formes (L,D).
 On sait que les acides aminés possèdent un carbone asymétrique,
ces molécules existent sous deux forme énantiomères L et D
possèdent des propriétés chimiques identiques
 Puisque les organismes vivants existent seulement sous forme L,
la racemisation se produit lorsque la forme énantiomères L se
transforment en D jusqu'à l’obtention d’un mélange racémique
contenant 50% D et 50 % L de pouvoir rotatoire égale à 0.
 Si l'acide aminé a deux carbones asymétriques, le changement
de configuration d'un seul de ces carbones entraine la formation
d'un mélange de deux diastéréoisomères appelés épimères dont
les propriétés chimiques et physiques sont différentes. Dans le
mélange à l'équilibre, les épimères sont en quantités inégales.
Ainsi l'épimérisation de la L — isoleucine conduit à un mélange
de L — isoleucine et de D — alloisoleucine.
 Mécanisme de racemisation
 Un mécanisme de racémisation des aminoacides libres en
solution aqueuse est applicable non seulement aux acides
aminés libres mais aux acides aminés liés. Un nucléophile
présent dans la solution,  − par exemple, arrache un proton en
a de la fonction acide pour donner un cabanions intermédiaire
C. Ce cabanions peut fixer un proton donné par l'eau pour
conduire à l'autre énantiomère de l'aminoacide.
si le substituant R de Aminoacide est
attracteur
d'électrons et donc capable de
stabiliser le cabanions C, la
racémisation est plus rapide
Les facteurs influençant sur la racemisation
1. La température
 La racémisation étant une réaction chimique, une augmentation
de température implique une augmentation de la vitesse de
racémisation.
 l’expérience montre qu'une erreur de 1° dans l'appréciation de la
température implique une erreur de 20 % dans l'évaluation de la
constante de vitesse
2. L’influence de l’eau sur la racemisation
• La racémisation des acides aminés libres ou liés sous forme de
protéines nécessite la présence d'eau. Les os fossiles contiennent
suffisamment d'eau indigène (5 à 10 %) pour permettre la
racémisation, tandis que dans un os séché à 1 10°C et ensuite chauffé
en vase clos à 157°C, le taux de racémisation est pratiquement nul.
• La présence d'eau entraine également une hydrolyse de la protéine
donnant naissance à une certaine quantité d'acides aminés libres avec
une vitesse de racemisation plus grand.
3. L’influence du PH
 Bada (1972 a) étudie l'influence du pH sur la racémisation de
l'acide aspartique à 25°C pour des pH de 0 à 12 ; entre des pH de 5
et 8, valeurs entre lesquelles se situe le pH de la plupart des sites, la
vitesse de racémisation est indépendante du pH, à 25°
Exemple d’application
Datation par la méthode de racemisation
La réaction de racémisation s'écrit
Aminoacide L
Aminoacide D
Cette réaction obéit à la loi de vitesse de 1er ordre suivante :
−d[L]
dt
= 1 [L]-2  (1)
Où
est la vitesse de la réaction, [L] et [D] les concentrations en
aminoacides L et D et k1 et k2 les constantes de vitesse de réaction.
 Si 1 ≠ 2 l'acide aminé a 2 carbones asymétriques on a
et l'intégration de l'équation (1) en fonction du temps
donne
ln
Avec:
1+ 
1−′  
1 1
=
 ′ 2
−ln
1+  
1−′ (  =0
=  =rapport


= (1 + K ′ )1 t (2)
à l′ équilibre
Le rapport D/L au temps t = 0 correspond à l'épimérisation durant
l'hydrolyse acide pendant le traitement de l'échantillon réalisé dans
des conditions rigoureusement identiques pour chaque échantillon.
Pour l'isoleucine (1) la valeur de K' pour les os (chauffés à 150°C
pendant 530 h) a été évaluée par Bada (1972 ) à
1/1,38.
L'équation (2) s'écrit :
ln
+  
−

,
 
-0,028=(1+
1
)
1,38 
(3)

 si l'acide aminé a un seul carbone asymétrique, (cas des
énantiomères), l'équation se simplifie car: 1 = 2 . L'intégration de
l'équation (1) en fonction du temps donne alors :

+ 
−  
− 
+ 
=
−  =
(4)
Par exemple, pour l’acide aspartique le rapport   au
temps t=0 égale à 0,07 et l’équation (3) devient:
L'âge t est alors facilement calculé à partir du
rapport D/L mesuré, après avoir déterminé la
constante de vitesse k .
L’intérêt biologique des protéines
L'intérêt médicale des protéines
 l'origine des protéines d'intérêt thérapeutique


Le sang la placenta
Tissus humaine et animaux
 La technologie ADN permet le développement de nouveau
procédés de production des protéines
 L'insuline
C’est le premier protéine thérapeutique utilisée comme
traitement du diabète
 Hormone de croissance ou le somatotropine:
Synthétiser par les cellules endocrines.
Il permet de produire les cellules humaine pour nous
faire agrandir
 Les anticorps monoclonaux
une class de protéine thérapeutique découverts de
plus de 30 ans
Afin de pouvoir être utilisés comme thérapie, ils
sont produits grâce à une cellule issue de la fusion
entre un lymphocyte B et une cellule cancéreuse
(myélome) appelée hybridome
Produits pharmaceutiques appliques notamment
pour le traitement du cancer
L’intérêt biologique des protéines dans le corps
humain
 Les protéines, appelée aussi protides
 Protéines: Partout et Pour tout
 On distingues de sortes de protéines dans le corps:
• Les protéines de structure
• Les protéines fonctionnelles
 Le fonctionnement des protéines
 Les protéines sont composées d’un enchaînement
d'acides aminés. Il existe 21 acides aminés différents,
et 8 d’entre eux ne sont pas synthétisés par notre
corps.
 Les protéines alimentaires sont dégradées dans le
tube digestif et réduites à leurs constituants, les
acides aminés
 Les différentes catégories de protéines
 La Whey (lactosérum)

Caséine
 Les protéines d’oeufs
 Les protéines de Soja
Conclusion