Acides
aminés. Ionisation
تأين الأحماض الأمينية
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
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Arabic
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English
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Ionisation
des acide aminés
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تأين
الأحماض الأمينية
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Amino acid ionisation
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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 |
Chromatographie d'échange d'ions | كروماتوغرافيا التبادل الأيوني | ion exchange chromatography |
Electrophorèse des protéines | كهرتهجير البروتينات | Protein electrophoresis |
-
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 ?
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
Ionisation de l'Histidine (His)
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
- 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
- L'histidine exerce un pouvoir tampon à pH = 6,0. 50% de forme His++-, 50% de forme His+-
pK(COOH)
|
pK(a-NH2)
|
pKR
|
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2,35
|
9,69
|
||
2,09
|
9,82
|
3,86
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1/ Calculer le pHi des deux acides aminés.
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.
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
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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:
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.
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.
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