Acides aminés: Structure Propriétés chimiques générales CHMI 2227F Biochimie I Acides aminés: Structure Propriétés chimiques générales CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Protéines: Blocs de base des être vivants! Les protéines sont des molécules très complexes; Les protéines sont impliquées dans de nombreux phénomènes retrouvés chez les être vivants: Soie Toile d’araignée Cornes/ongles Antibiotiques Toxines Enzymes Anticorps Hormones Transporteurs membranaires Hémoglobine Les blocs de base servant à fabriquer les protéines sont les acides aminés. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Acides aminés C H R COOH NH2 Ca Les acides aminés sont des molécules au sein desquelles un atome de carbone (Ca) est lié simultanément à un group d’acide carboxylique (COOH) et à un groupe amine (NH2); Des centaines d’acides aminés existent dans la nature; Cependant, seulement 20 acides aminés sont impliqués dans la synthèse des protéines. Chaque acide aminé diffère des autres par une chaîne latérale R. Ces chaînes latérales diffèrent les unes des autres de différentes façon: Taille Charge Solubilité dans l’eau CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Propriétés générales des acides aminés. Notez que le Ca est lié à 4 groupes différents: il est donc chiral; Deux stéréoisomères sont distingués: L-acides aminés D-acides aminés Seuls les acides aminés de la série L servent à faire les protéines. L = le groupe amino est à gauche dans la représentation de Fisher. L et D: convention. N’a rien à voir avec la direction de rotation de lumière polarisée. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Propriétés générales des acides aminés. Chaque acide aminé possède au moins deux groupes ionisables: Acide carboxylique (COOH) Amine (NH2) Zwitterion Charge nette: +1 Charge nette: 0 Charge nette: -1 pH acide pH alcalin pKa 1 (pH 2-2.5) pKa 2 (pH 9-10.5) CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Titrage des acides aminés 1. scénario le plus simple: pI = point isoélectrique= pH où 100% zwitterion pI = pKa1 + pKa2 2 La fraction de groupe COOH ou NH2 qui est chargé à un pH donné peut être trouvé par l’équation d’Henderson-Hasselbach: pH = pKa + log A- HA Tampon! CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Les 20 acides aminés CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 1. acides aminés hydrophobes Tous ces acides aminés sont insoluble dans l’eau. Note: la glycine n’est pas optiquement active. Pourquoi? CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 1. acides aminés hydrophobes Proline est le seul acide aminé à avoir une chaîne latérale cyclique; CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 2. Acides aminés aromatiques CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 2. Acides aminés aromatiques Tyr, Trp et Phe sont très utiles: Leur noyau aromatique absorbe l’UV à 260-280 nm. Constitue la base de la détection des protéines à 280 nm. Absorbance max (nm) Molar (M-1 cm-1) Phenylalanine 257.4 197 Tyrosine 274.6 1420 Tryptophan 279.8 5690 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 3. acides aminés polaires, non-chargés CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés Cystéine et cystine Pont disulfure En biochimie: oxidation: perd H Réduction: gagne H CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés Tyr, Ser, Thr - P=O O- Phospho-Ser Protéine kinase phosphatase ATP ADP H2O PO4-3 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 4. Acides aminés chargés négativement CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 4. Acides aminés chargés négativement pKa1 pKa2 pKaR Quel est le pI du glutamate? NaOH pH 9.5 4.1 2.1 100% A 100% B 100% C 100% D A B C D CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 5. Acides aminés chargés positivement CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés 5 Structure des 20 acides aminés 5. Acides aminés chargés positivement:His pKaR pKa2 CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Structure des 20 acides aminés Valeurs des pKa des acides aminés CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Analyse des acides aminés 1. Chromatographie à échange d’ions Élution + pH >> pI pH << pI Il existe différents types de résines échangeuses d’ions: Échange de cations: chargée négativement/séparation de cations Échange d’anions: chargée positivement/séparation d’anions. Évidemment, le type de résine à utiliser dépendra de la charge de l’acide aminé, ce qui dépend à son tour du pH de la solution. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.

Analyse des acides aminés 2. Détection des acides aminés OH Ninhydrine Acide aminé 2 N C H R COO- NH3+ CO2 Pourpre!! R-HC=O Alors qu’on peut détecter Trp, Phe et Tyr grâce à leur A260-280nm, c’est impossible pour les autres acides aminés; La ninhydrine réagit avec le groupe amine des acides aminés, générant un produite de couleur pourpre (jaune dans le cas de Pro). La réaction à la ninhydrine permet alors de détecter et quantifier (A570nm) les acides aminés éluant des fractions lors de la chromatographie par échange d’ions. CHMI 2227 - E.R. Gauthier, Ph.D.