L'ionisation
des acides aminés (تأين الأحماض الأمينية)
concerne les fonctions alpha-aminé, carboxyle (COOH) et le radical
(R) pour plusieurs acides aminés. La propriété
d'ionicité
donne des charges électriques aux acides
aminés qu'on exploite pour leur séparation par
électrophorèse et chromatographie.
French
Arabic
English
Ionisation
des acide aminés
تأين
الأحماض الأمينية
Amino acid ionisation
Saturation
des groupes ionisables par H+ en ajoutant un acide
تشبع
بالبروتونات H+ للمجموعات المتأينة
بإضافة حمض
Saturation
of ionizing groups with H+ by adding an acid
Dissociation
(perte de H+) des groupes ionisables par addition d'une base
تفكك
المجموعات المتأينة (فقدان H+) بإضافة
قاعدة
Dissociation
(loss of H+) of ionizing groups by adding a base
PASSER
UN CONTROLE QCM SUR L'IONISATION DES ACIDES AMINES (THEORIE + PRATIQUE)
Ionisation
de la thréonine (Thr)
Les
pK des fonctions ionisables de la thréonine
sont pK1 = 2,63 et pK2 = 10,43.
-
Ecrire la formule de cet acide aminé
- Calculer le pHi
de la thréonine
- Sous quel état ionique se trouve la thréonine mise dans
un tampon à pH = 6,5, dans un tampon à pH = 3,0 et dans
un tampon à pH 9,0 ?
- Sous quel état ionique se trouve la thréonine dans un
pH = pK1 ?
-
Sous quel état ionique se trouve la thréonine dans un
pH = pK2 ?
Réponse
> pHi = 6,53 (= (2,63 + 10,43)/2)
> à pH = 6,5, la thréonine se trouve sous forme Thr+-
- à pH = 3,0, la thréonine se trouve sous forme Thr+
> à pH = 9,0, la thréonine se trouve sous forme Thr-
> Si pH = pK1, 50% de forme Thr+- et 50% de forme Thr+ (demi-dissociation
de la fonction carboxyle)
> Si pH = pK2, 50% de forme Thr- et 50% de forme Thr+- (demi-dissociation
de la fonction amine)
Remarque:
les acides aminés hydroxylés (Ser et Thr) présentent
un radical ayant un hydoxyle. Certains considèrent que le radical
est très faiblement ionisable (pK égal à 13, environ,
dissociation très faible), d'autres vont jusqu'à considérer
que le radical des deux acides aminés est non ionisable. Voir
QCM ionisation
de la sérine
Pour
l'histidine,
on donne: pK1 COOH = 1,8, pK2 NH2 = 9,2 et pHi = 7,6
-
En déduire le pKR du noyau imidazole
- L'histidine exerce-t-elle un pouvoir tampon à pH = 6,0 ? Justifier
votre réponse
Réponse
-
pHi = 7,6 (= (9,2 + pKR)/2), ce qui entraîne pKR = 6,0.
En partant d'un mileu acidifié (His++), l'ordre de dissociation
des différentes fonction suit l'ordre d'acidité croissante
des 3 fonctions ionisables qui est: pKCOOH, pKR et pKNH2. On passe de
His++ à His++- à His+- à His-. Le pHi est la moyenne
des pK qui entourent la forme His+-.
عند
درجة الحموضة العالية (pH = 1) يكون الحمض
الأميني مشبعا تماما بالبروتونات و يحمل
شحنة كهربائية موجبة (+). عند الإضافة التدريجية
للقاعدة، تبدأ مجموعة الكربوكسيل المحمولة
فوق الكاربون ألفا (Ca)، و هي أكثر حامضية،
بفقد بروتونها، تليها المجموعات الأقل
حموضة
Soit
le mélange constitué de l'acide
glutamique (Glu), lysine
(Lys) et glycine
(Gly). Ce mélange est placé dans un tampon à
pH = 6,8. Quel est l'état d'ionisation de chacun des acides aminés,
sachant que leurs pHi respectifs sont 3,20, 9,70 et 5,97 ?
Réponse
Par
rapport à leurs pHi, les acides aminés Glu, Lys et Gly
seront respectivement, dans pH > pHi (donc Glu chargé -),
pH < pHi (donc Lys chargé +) et pH > pHi (donc Gly chargé
-)
2/
L'électrophorèse des deux acides aminés est effectuée
avec un tampon de pH = 8,0
- Ecrire la forme développée de la forme dominante de
chaque acide aminé à ce pH.
- Déterminer le sens de migration des deux acides aminés
dans le champs électrique ?
- Où faut-il déposer le mélange sur la bande ?
-
Donner un schéma de la bande de papier (support de migration)
après révélation.
Réponse
1/
pHi de l'Alanine: En partant
d'un milieu acidifié, l'ordre de dissociation des fonctions ionisables
suit l'ordre décroissant de leurs acidité qui
est pK(COOH) puis pK(a-NH2). On part de la forme A+ à
A+- (pK(COOH)) et de A+- à A- pK(a-NH2). Le pHi est la
moyenne des pK qui entourent la forme A+- (charge électrique
nette égale à 0). Donc: pHi = (2,35 + 9,69)/2 =
6,02
1/
pHi de l'acide aspartique: En partant d'un milieu acidifié,
l'ordre de dissociation des fonctions ionisables suit l'ordre décroissant
de leurs acidité qui est pK(COOH), pKR et pK(a-NH2).
On part de la forme A+ à A+- (pK(COOH)), de A+- à A+--
(pKR) et A+-- à A-- pK(a-NH2). Le pHi est la moyenne des
pK qui entourent la forme A+- (charge électrique nette égale
à 0). Donc: pHi = (2,09 + 3,86)/2 = 2,97
2/ Electrophorèse
- Forme de l'alanine dominante à pH = 8,0: à pH =
8,0 la dissociation de NH3+ n'a pas commencé, donc la forme dominante
est A+- -
Forme de l'acide aspartique dominante à pH = 8,0: à
pH = 8,0 la dernière dissociation (celle de NH3+) n'a pas encore
commencé, donc la forme dominante est A+--
- Sens de migration: à pH = 8,0, l'acide aspartique
sera hautement chargé négativement, par contre l'alanine
sera légèrement chargée négativement. Donc
le dépôt sera effectué du côté cathode
(-).
- Electrophorégramme:
Pôle - ......Ala.........Asp........Pôle
+
Ionisation des acides aminés
et chromatographie d'échange d'ions
On
procède à la séparation par chromatographie
d'échange d'ions d'un mélange des acides aminés
constitué d'acide glutamique (Glu), leucine (Leu) et lysine (Lys).
Le support de la chromatographie est composé de la résine
polystyrénique substituée par des groupements sulfonatés
(SO3-). Les pH isoélectriques (à 25°C) du Glu, Leu
et Lys sont 3,22, 5,98 et 9,74, respectivement. Les trois acides aminés
sont déposés sur la colonne à pH = 2,0, puis au
cours de la chromatographie, le pH est amené progressivement
à 7,0.
Quels sont les acides aminés élués dans ces conditions
et quel est leur ordre d'élution ? Justifier.
Réponse
A
pH = 2,0: Glu sera chargé + (faiblement), Leu chargée
+ (c.moyenne) et Lys chargée + (fortement). Les 3 acides aminés
sont fixés, tous, sur la colonne.
A un gradient de pH 2,0-7,0: la charge électrique des acides
aminés change. Dès que la charge électrique d'un
acide aminé devient négative, il se décroche de
la colonne. L'ordre d'élution des acide aminés sera Glu
--> Leu. Comme le pH d'élution (pH = 7,0) n'atteint pas le
pHi de Lys, cet acide aminé reste accroché à la
colonne.
Lysine
(acide aminé basique). Ionisation et courbe de titration, vidéo
narration mixte Arabe et Français:
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