Qu'est-ce qu'une protéine ?

• Polymère d'acides aminés liés par des liaisons peptidiques et replié dans une coformation spécifique.

Origine des acides aminés

• Synthétisé par l'organisme (aa non essentiels)
• Apporté par l'alimentation (aa essentiels)

Les acides aminés essentiels sont : Met - Leu - Val - Lys - Ile - Phe - Trp - His - Thr - Arg

Structure des acides alpha-aminés

• Amine (NH2)
• Acide carboxylique (COOH)
• Chaîne latérale (R)

Stéréochimie des acides alpha-aminés

• Molécules chirales
• 2 énantiomères (molécules qui sont des images miroir non superposables l'une à l'autre)
• Acides aminés naturels => série L

Propriétés chimique

• Acido-basique : acide (COOH) ; basique (NH2)
• Ionisable en solution
• Composé amphotère (capable de se comporter à la fois comme acide et comme base)
• Si pH=7 => l'acide aminé est sous forme ionique (soluble dans l'eau)

EXERCICE TD : FORME ZWITTERION

Chez l'homme : 20 acides aminés incorporés dans les protéines (masse molaire moyenne : 110 Da)

Classement des acides aminés protéinogènes (acides aminés incorporés dans les protéines)

Les acides aminés sont classés selon leur :

• Charge
• pH
• Solubilité (polaire ou non polaire)
• Structure de la chaîne latérale (aliphatique, aromatique ...)

2 acides aminés protéinogènes rares

• Sélénocystéine
• Pyrrolysine

Propriétés physiques

Solubilité

• Solide : sous forme de cristaux
• Relativement soluble dans l'eau
• Faible solubilité dans les solvants

Absorption de la lumière

• Pas d'absorption dans le visible (solution incolore)
• Spectres d'absorption caractéristiques des chaînes latérales aromatiques dans l'UV moyen (détection et dosage en spectrophotométrie)

Réactivité des acides aminés

• Modification post traductionnelle des protéines (chaîne latérale)
• Utilisation pour la détection et le dosage (NH2)
• A l'origine de molécules biologiquement actives (Acide carboxylique)

Acides aminés à l'origine de molécules biologiquement actives

• Tyrosine => hormones thyroïdiennes
• Histidine => histamine
• Tryptophane => sérotine => mélatonine
• Acide glutamique => GABA

Utilisation pour la détection et le dosage

• Désamination oxydative
• Arylation (réaction de sanger)
• Carbamylation (réaction d'Edman)

Séparation des acides aminés selon :

• la charge (électrophorèse)
• la taille (chromatographie)
• la polarité (chromatographie)

L'électrophorèse

• Méthode de séparation des molécules chargées au travers d'un gel sous l'effet d'un champ électrique (la charge des acides aminés dépend du pH)

Méthode chromatographiques

• Migration de constituants à séparer sur une phase stationnaire immobile, à l'aide d'une phase mobile, liquide ou gazeuse, de nature différente
• Différentes natures de phases (couche mince, phase gazeuse, LPLC, HPLC)
• Différents types d'interactions (adsorption/affinité, échange d'ions, exclusion stérique)

Chromatographie sur couche mince

• Migration par capillarité
• Phase mobile => solvant organique (apolaire)
• Phase stationnaire => support + gel de silice (polaire)

Chromatographie d'échange d'ions

• Phase fixe : résine sur laquelle sont greffés des groupements chargés - (cations) ou + (anions)
• Elution des acides aminés fixés en faisant varier le pH