Fiche de révision : Acides aminés

📋 Plan du Cours

1. Rôles et familles des acides aminés
2. Structure générale des acides aminés
3. Stéréochimie et pouvoir rotatoire
4. Absorption des acides aminés aromatiques
5. Ionisation et point isoélectrique
6. Séparation selon la charge
7. Hydrophobie et polarité

📖 1. Rôles et familles des acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Acides aminés : Sous-unités monomériques des peptides et des protéines, qui sont des polymères, reliées entre elles par des liaisons peptidiques covalentes de type amide.

★ À maîtriser

• Dans la cellule, les protéines représentent plus de 50 % du poids sec des molécules.

📌 Les acides aminés protéinogènes servent à la synthèse des protéines et les acides aminés non protéinogènes remplissent d'autres fonctions biologiques.

• Les 20 acides aminés historiques sont protéinogènes, auxquels s'ajoutent la sélénocystéine chez les eucaryotes et les procaryotes et la pyrrolysine uniquement chez les procaryotes.

Compléments

• Les fonctions des acides aminés non protéinogènes comprennent:

  • précurseurs de molécules complexes
  • réserves d'énergie
  • précurseurs hormonaux
  • précurseurs de médiateurs cellulaires
  • neurotransmission
  • métabolisme
  • production du monoxyde d'azote

• La tyrosine iodée forme la mono-iodotyrosine et la di-iodotyrosine, dont l'association produit T3 avec une MIT et une DIT, ou T4 avec deux DIT.

💡 Astuce mémo

Protéinogènes = synthèse protéique ; non protéinogènes = fonctions spécialisées

📖 2. Structure générale des acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbone α : Carbone numéro 2 d'un acide aminé, porteur des fonctions carboxylique, amine et du radical R, tandis que le carbone numéro 1 est le carbone du groupement carboxyle le plus oxydé.
• Radical R : Groupement latéral variable des acides aminés qui détermine leurs propriétés physiques et chimiques.

📝 Points essentiels

📌 Les acides aminés possèdent généralement une fonction amine primaire, sauf la proline qui possède une fonction amine secondaire et constitue un acide α-iminé.

• La glycine est le seul des 20 acides aminés historiques dépourvu de carbone asymétrique, car son radical R est un hydrogène.

💡 Astuce mémo

Un carbone α central portant COOH, NH2 et le radical R

📖 3. Stéréochimie et pouvoir rotatoire

★ À maîtriser

• Parmi les 20 acides aminés historiques, 17 possèdent un carbone asymétrique, la thréonine et l'isoleucine en possèdent deux, et la glycine n'en possède aucun.

• Les configurations de Fischer sont:

  • D lorsque le Cα est D et le Cβ est L
  • L lorsque le Cα est L et le Cβ est D
  • L-allo lorsque Cα et Cβ sont L
  • D-allo lorsque Cα et Cβ sont D

📌 Les formes D et L ont les mêmes propriétés physiques et chimiques, sauf pour la déviation de la lumière polarisée, et il n'existe aucun lien entre la notation D/L et le caractère dextrogyre ou lévogyre.

Compléments

• Les acides aminés humains sont de type L, ce qui correspond à l'homochiralité de la vie humaine.

💡 Astuce mémo

D/L décrit la configuration ; +/− décrit la rotation de la lumière

📖 4. Absorption des acides aminés aromatiques

📝 Points essentiels

• Les trois acides aminés aromatiques sont:
  • tryptophane
  • tyrosine
  • phénylalanine

• Le tryptophane absorbe au maximum autour de 280 nm, la tyrosine autour de 275 nm et la phénylalanine autour de 257 nm.

📐 Formule — La pureté d'une extraction d'acides nucléiques destinée à l'ADN ou à l'ARN est compatible avec un rapport d'absorbances $\frac{A_{260}}{A_{280}} > 1{,}8$.

💡 Astuce mémo

Tyr-Trp-Phe : les trois aromatiques absorbants

📖 5. Ionisation et point isoélectrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ampholytes : Molécules dont les fonctions carboxyle et amine sont ionisables.
• Point isoélectrique : pH auquel la somme des charges intramoléculaires d'un acide aminé est nulle et auquel il ne migre pas dans un champ électrique.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour un acide aminé dépourvu de groupement ionisable supplémentaire, le point isoélectrique vérifie $pH_i = \frac{pK_A+pK_B}{2}$.

• Selon le rapport entre le pH et le pHi:
  • pH inférieur au pHi : cation vers la cathode
  • pH égal au pHi : zwitterion immobile
  • pH supérieur au pHi : anion vers l'anode

💡 Astuce mémo

pH inférieur au pHi : cation ; égal : zwitterion ; supérieur : anion

📖 6. Séparation selon la charge

★ À maîtriser

• 🔄 L'électrophorèse des acides aminés comprend: dépôt sur un support d'acétate de cellulose, migration différentielle dans un champ électrique, révélation à la ninhydrine

📌 Une résine polyaminée, chargée positivement, échange les anions et fixe les acides aminés anioniques lorsque le pH est supérieur au pHi, tandis qu'une résine polysulfonée, chargée négativement, échange les cations et fixe les acides aminés cationiques lorsque le pH est inférieur au pHi.

📌 Dans une chromatographie échangeuse d'ions, l'élution peut être provoquée par une variation du pH ou par une augmentation de la concentration en sels, qui doit toujours être augmentée lorsqu'on utilise cette méthode.

Compléments

• Lors de la séparation de l'histidine de pHi 7,47 et de la cystéine de pHi 5,03 sur une résine polyaminée à pH initial 12 puis final 6, l'histidine est éluée car elle devient positive, tandis que la cystéine reste négative et fixée.

💡 Astuce mémo

Variation du pH → variation de charge → fixation ou élution

📖 7. Hydrophobie et polarité

📝 Points essentiels

📌 La chromatographie de partage sépare les acides aminés selon leur hydrophobie ou leur hydrophilie, et non selon leur charge électrique.

📌 Avec une phase stationnaire hydrophile et un solvant hydrophobe, les acides aminés hydrophiles sont les plus retenus et les acides aminés hydrophobes sont élués en premier.

• Les 20 acides aminés protéinogènes historiques comprennent 9 acides aminés à chaîne latérale apolaire, 6 à chaîne latérale polaire non chargée et 5 à chaîne latérale polaire chargée.

💡 Astuce mémo

Phase stationnaire hydrophile : les AA hydrophiles sont retenus ; hydrophobe : les AA hydrophobes sont retenus

📊 Tableaux de synthèse

État de charge selon le pH

Résines échangeuses d'ions