Telechargé par feriel belhous

Acides aminés

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Chez l’homme, on compte huit acides aminés essentiels : le
tryptophane, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, la
valine, la leucine et l'isoleucine. Deux autres, l'histidine et l'arginine,
sont dits semi-essentiels car seuls les nourrissons ont besoin d'un
apport exogène (on les trouve dans le lait maternel).
Astuce: pour mémoriser les acides aminés essentiels, on a recours à
des formules mnémotechniques.
1 Le
très
Leu Thr
lyrique
Tristan fait
vachement méditer
Iseult
Lys
Trp
Val
Ile
2 Mets le dans la valise, il
Met Leu
Val-Lys,
Phe
fait trop
Ile Phe Trp
Mét
d'histoires d'argent
His-Thr
Arg
Acides β et γ aminés
H2N – CH2 – CH2 – COOH
α
β
β- alanine
H2N – CH2 – CH2 – CH2 – COOH
α
γ
β
Acide γ- amino-butyrique (GABA)
Composée
de 4 Lysines
Forme cationique
Zone acide
Forme neutre
Zwitterion
Forme anionique
Zone basique
Chromatographie de partage
(sur papier ou sur couches minces)
Spectrophotométrie
Concentrateur
Filtre
(longueur d’onde unique)
Détecteur
Afficheur
Source de
lumière
Monochromateur
(prisme)
(échantillon)
Principe de base d’un spectrophotomètre
ε
Absorbance des acides aminés aromatiques
Électrophorèse
Électrophorégramme
Dispositif
Comportement électrophorétique
La charge de la particule est fonction du pHi et du pHm du solvant:
- Si le pHi < pHm  forme anionique (aa-)  migre vers l’anode
- Si le pHi > pHm  forme cationique (aa+)  migre vers la cathode
- Si le pHi = pHm  forme zwitterion (aa0)  aucune migration
Électrophorèse
Principe: c’est une méthode de séparation qui se base sur la différence
de charge électrique. En effet, une solution aqueuse contenant un
mélange d’acides aminés est déposée sur un papier spécial ou une
membrane d’acétate de cellulose, un champ électrique est appliqué à ce
gel qui a été préalablement immergé dans une solution tampon de pH
fixe. Grace à leurs différents pHi, les acides aminés auront des charges
différentes et migreront dans des directions opposées avec des vitesses
différentes selon le pH du système tampon (pHm) et le type de
support utilisé. Pour révéler la position des aa, on fait un traitement
avec la ninhydrine
Remarque: la vitesse de migration sera proportionnelle à la valeur de la
charge électrique portée par l’aa, elle sera d’autant plus forte (en
valeur) que l’écart entre le pHi et le pHm est plus grand.
- Pour déterminer la nature des acides aminés, on peut procéder à une
électrophorèse, dans les mêmes conditions, d’aa témoins et on compare
avec les aa inconnus.
Chromatographie
échangeuse d’ions
Généralités :
La chromatographie est une méthode séparative qui permet
l’identification et le dosage des différents composés d’un mélange.
Le principe est basé sur les différences d’affinité des composés du
mélange avec la phase stationnaire et la phase mobile.
Il existe différents types de chromatographie suivant la méthode
de séparation utilisée :
- d’adsorption ou partage (liquide-solide)
- de partage (liquide-liquide)
- d’échange d’ions
- d'exclusion
Chromatographie
échangeuse d’ions
Définition de l’échangeuse d’ions
Elle consiste à un échange réversible d’ions entre la phase mobile et la
phase stationnaire. Cette dernière est porteuse de groupements ionisés
fixes et d’ions mobiles assurant l’électroneutralité.
En effet, les échangeurs d’ions (phase stationnaire) sont des
macromolécules insolubles ayant la propriété d’échanger de façon
réversible certains de leurs ions en contact avec d’autres ions provenant
de l’échantillon à séparer.
En fait, on distingue 2 types d’échangeurs:
-
Résine échangeuse de cations
-
Résine échangeuse d’anions
Chromatographie
échangeuse d’ions
Résines cationiques
1.fortement acide : -SO3- Na+
2.faiblement acide : -COO- Na+
Résines anioniques
3.fortement basique : -CH2-N+(CH3)3 Cl
4.faiblement basique –N+H(R2) Cl -
-
Chromatographie
échangeuse de cations
Gradient de pH
Dispositif et procédure
Activation et fixation (rétention)
Les aa sont mélangés dans une solution
à pHm < pHi de tous les aa, donc ils
seront tous chargés positivement (+)
et retenus par la résine
Élution
Un gradient de pH croissant est
appliqué. À chaque fois que le pH
atteint la valeur du pHi d’un aa,
ce dernier devient zwitterion et
est alors détaché et élué.
Propriétés chimiques des acides aminés
Elles sont dues à la présence d’un groupement COOH, NH2 et d’une
chaîne latérale
1) Propriétés dues à la fonction COOH
a) Formation d’esters : en milieu acide, les aa réagissent avec les alcools pour
former des esters.
H2N – CH - COOH + R’-OH
H2N – CH – CO-O-R’ + H2O
R
R
b) Formation d’amides : elle correspond à la condensation d’une fonction
carboxylique avec une fonction amine.
- Si le NH2 provient d’un aa --- liaison peptidique.
H2N – CH - COOH
R
+ H2N – CH - COOH
R
H2N – CH - CO -NH – CH - COOH
R
R
- Si un NH2 se combine avec le COOH radicalaire d’un aa dicarboxylique
(Asp/Glu), il y a naissance d’une forme atoxique : Asn/Gln
H2N – CH - COOH
H2N – CH - COOH
CH2
CH2
COOH + H2N
CO-NH2
Aspartate (Asp)
Asparagine (Asn)
c) Formation d’alcools aminés : la fonction COOH est réduite en alcool primaire
(CH2OH) sous l’action de LiBH4 ou NaBH4. Cette technique s’appelle la méthode
de Fromageot.
H2N – CH - COOH
R
LiBH4
H2N – CH – CH2OH
R
Cette méthode est utilisée dans l’identification de l’aa Ct
d) Formation d’amines : la décarboxylation par méthodes chimiques
enzymatique (décarboxylase) des acides aminés donne des AMINES.
H2N – CH - COOH
décarboxylase
R
ou
H2N – CH2 + CO2
R
His  Histamine : vasodilatateur puissant libérée au cours des réactions allergiques
Asp  β-alanine : fait partie de la structure du co-enzyme A
Glu  GABA : neurotransmetteur
Lys  cadavérine : résponsable de l’odeur nauséabonde des cadavres
2) Propriétés dues à la fonction NH2
a) Réaction de désamination (Van slyke) : Sous l’action de l’acide nitreux (HNO2)
NH2
OH
R– CH - COOH + HNO2
R– CH - COOH + N2 + H2O
b) Réactions de N-arylation et N-alkylation :
 Réaction de SANGER : c’est la réaction entre la fonction amine de l’aa et le
Dinitro-2-4-fluorobenzène (DNFB) produisant ainsi un composé coloré (jaune).
NH2
DNFB
DNFB
+
R– CH
COOH
(DNP-aa)
 Réaction de Dansylation : Sanger a développé par la suite une méthode
beaucoup plus sensible en utilisant le Chlorure de dansyl.
NH2
+ R– CH
COOH
CH - COOH
Chlorure de dansyl
Dansyl-aa (DNS-aa) R
Remarque : le DNS-aa obtenu est fortement fluorescent en lumière UV. Cette méthode
est environ 100x plus sensible que celle de Sanger.
 Réaction d’EDMAN : c’est une méthode qui a recours au phényl-isothiocianate
(PITC).
+
OH
L’avantage de cette technique est qu’elle permet de séquencer un peptide en
détachant l’aa N terminal, puis le suivant et ainsi de suite, c’est donc une
méthode récurrente
Remarque : les 3 méthodes (Sanger, Dansylation, Edman) sont des techniques
qui permettent l’identification des acides aminés Nt des peptides (extrêmité
NH2 libre)
3) Propriétés dues simultanément à la fonction NH2 et COOH :
Désamination et décarboxylation
simultanées (réaction à la Ninhydrine)
Gel-filtration
Chromatographie
d’exclusion moléculaire
SDS-PAGE
Iso-électrofocalisation
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