acides aminés gauchers??

[fluff]

j'ai cru comprendre qu'il exiqte 2 sortes d'acides aminés: les droitiers et les gauchers (la difference entre les 2 serait le jeu de miroir entre leurs structures a 3 dimensions).
1)est-il vrai que toutes les protéines connues du monde animal et vegetal sont exclusivement composées d'acides aminés gauchers??
2)comment cela serait-il possible??

[Guillmot]

Hello

En effet il existe des acides aminés lévrogyres et dextrogyres.

Les formes L-aa ont été sélectionnées pour la synthèse protéines, mais certains D-aa sont utilisés dans des structures complexes (muréine des bactéries, ...). Si j'ai bonne mémoire, certains aa passent de la forme L à la forme D après la mort.

Comment celà s'est-il passé ? Il existe tout un tas d'hypothèses sur la question, l'une d'elle parle de catalyse par des roches dans l'océan primitif, ayant entraîné préférentiellement la formation d'aa lévrogyres. Mais toutes ces théories ne font que soulever notre étonnement face à cette règle d'usage des L-aa

@+
Guil'

[Neutrino]

Bonjour

Résumé : Quand un carbone porte 4 substituants différents, on dit alors qu'il est assymétrique, et comme les groupements chimiques ne peuvent pas sauter d'une valence à une autre et que celles-ci sont fixes, il y a deux orientations possibles, chacune est l'image de l'autre dans un miroir. Ca s'appelle des énantiomères. Pour les molécules organiques, on a une règle qui s'appelle "règle de Fischer". On prend le modèle moléculaire, on met le carbone de telles façon que les deux atomes de carbones adjacents à celui qu'on observe soient en haut et en bas, et en arrière par rapport au carbone étudié. On regarde les deux groupements sur le coté, normalement un des deux est de l'hydrogène. Dans le cas d'un acide aminé, l'autre est une fonction amine, et elle pointe vers la gauche dans les acides aminés les plus courants dans les êtres vivants.


1) C'est effectivement vrai. Deux exceptions :
- des acides aminés de série D sont présents dans les protéines de la paroi de bactéries, et dans les peptides antibiotiques de champignons. mais ils sont soit ajoutés après la traduction, par une enzyme, soit ils sont intégrés dans des peptides (des petites chaines d'acides aminés, de 100 aa et moins) qui sont le fait d'usine enzymatiques les construisant acide aminé par acide aminé et non de la traduction d'un gène (c'est d'ailleurs impressionant : pour faire un peptide long de 6 aa un champignon a un gène de milliers de paires de bases!)
- l'acide aminé glycine anciennement appellé glycocolle est une exception parce qu'il n'a pas de carbone assymétrique.

Il faut aussi noter que certains acides aminés ont un deuxième carbone assymétrique dans la chaîne latérale : exemple la leucine. Et il y a aussi une convention envers une deux formes pour ce carbone!

2) L'explication est que les voies de synthèse des acides aminés sont toutes liées entre elles, et l'énantiomérie se conserve. A la base, la vie a opté par "convention" pour les acides aminés G sans que ça ait un avantage quelconque par rapport aux D. Mais il fallait choisir, parce que les acides aminés sont liés entre eux par des voies de synthèse et de transformation.
C'est comme le sens d'écriture : nous écrivons de gauche à droite, les orientaux de droite à gauche. Ca ne change apparament rien, mais il faut quand même choisir.

[Neutrino]

Euh Guil, attention! Ce n'est pas parce qu'une substance est de série L qu'elle est lévogyre! le sens de rotation de la lumière polarisée dépend de la concentration, de la température etc! Une solution de D Glucose peut être dextrogyre à telle concentration et basculer et devenir lévogyre... C'est complexe!

[Guillmot]

Envoyé par Neutrino

Euh Guil, attention! Ce n'est pas parce qu'une substance est de série L qu'elle est lévogyre! le sens de rotation de la lumière polarisée dépend de la concentration, de la température etc! Une solution de D Glucose peut être dextrogyre à telle concentration et basculer et devenir lévogyre... C'est complexe!

Je pensais pas avoir besoin d'aller aussi loin dans les détails mais si tu penses important de les préciser c'est bienvenu Peut-être est-ce mon histoire de L-aa basculant en D-aa après mort qui t'a fait penser à celà ? Je n'ai plus ce cours où on en parlait sous la main hélas.

des acides aminés de série D sont présents dans les protéines de la paroi de bactéries

Je tique un peu à mon tour car la muréine des parois bactériennes n'est pas synthétisée comme une protéine... Ce n'est d'ailleurs pas une protéine, mais un assemblage de chaînes d'acides N-acétylmuramique et N-acétylglucosamine reliées par des ponts peptidiques entre N-acetylmuramiques (pontages de structure variant suivant la bactérie: on parle de chimiotypes).

[Neutrino]

Pfff, la biochimie recèle toujours de difficultés qui se rajoutent quand on croit avoir compris...

Au fait quel est le mécanisme de basculement d'une forme à une autre? C'est dingue je ne savais pas que c'était possible : en cours, on ne m'a jamais dit qu'un énantiomère pouvait se transformer en son image. Ca voudrait dire que l'activité sur la lumière polarisée décroit avec le temps...

[Guillmot]

Pfff, la biochimie recèle toujours de difficultés qui se rajoutent quand on croit avoir compris...

C'est ce qui fait son charme

Au fait quel est le mécanisme de basculement d'une forme à une autre? C'est dingue je ne savais pas que c'était possible : en cours, on ne m'a jamais dit qu'un énantiomère pouvait se transformer en son image. Ca voudrait dire que l'activité sur la lumière polarisée décroit avec le temps...

Je n'en sais rien, pour tout t'avouer je ne m'y suis jamais vraiment intéressé à ce phénomène... J'espère justement que quelqu'un connaissant mieux cette histoire pourrait nous l'expliquer...

[Neutrino]

En tout cas si ça existe je connais déjà le nom : racémisation (de racemos : la vigne. origine compliquée s'il en est...).

[diazométhane]

Bonjour,

C'est d'ailleurs grâce à l'existence d'acides aminés de la série D dans la membrane bactérienne que les antibiotiques des familles de la pénicilline et des céphalosporines peuvent détruire sélectivement les bactéries. En effet le groupe bêtalactamine présente lui aussi une chiralité s'adaptant uniquement aux acides aminés D : cette hydrolyse fait partie des "synthèses asymétriques".

Par contre, une solution de glucose D (qui est effectivement dextrogyre sous sa forme non cyclique) ne se transformera jamais un un glucose levogyre. Ce qui se passe avec les oses (et qui n'apparaît pas avec les acides aminés), c'est la mutarotation, qui est un équilibre en solution aqueuse de trois formes : deux structures cycliques, le bêta-D-glucopyranose ([alpha]0 = 18,7°) et l'alpha-D-glucopyranose ([alpha]0 = 112°), et la structure linéaire.
Ainsi, si on dissout du beta-D-glucopyranose pur dans de l'eau, le pouvoir rotatoire passe de 18,7° à 52,8°

[Guillmot]

Envoyé par diazométhane

Bonjour,

C'est d'ailleurs grâce à l'existence d'acides aminés de la série D dans la membrane bactérienne que les antibiotiques des familles de la pénicilline et des céphalosporines peuvent détruire sélectivement les bactéries. En effet le groupe bêtalactamine présente lui aussi une chiralité s'adaptant uniquement aux acides aminés D : cette hydrolyse fait partie des "synthèses asymétriques".

Hello !

Quelques précisions sur le mode d'action des antibiotiques de type céphalosporines et pénicillines:
Ces molécules (dont la synthèse totale est difficile, souvent extraîtes de moisissures ou Actinomycètes) inhibent la PBP (Penicillin Binding Protein), enzyme responsable de la transpeptidation lors de l'assemblage des sous-unités de muréine (une sous-unité comprend un N-actétylemuramique NAM et un N-acetylglucosamine NAG avec une chaîne peptidique greffée en NAM).

Cette inhibition nuit à la bactérie lors de sa croissance, car l'enveloppe de muréine a un rôle osmoprotecteur: en effet les bactéries victimes de ces antibiotiques se voient incapables de développer ni de regénérer leur muréine , conduisant au final à une lyse osmotique (éclatement de la bactérie en milieu hyposmotique) surtout manifeste lors de la septation (dernière étape de la division bactérienne).

Par contre, une solution de glucose D (qui est effectivement dextrogyre sous sa forme non cyclique) ne se transformera jamais un un glucose levogyre. Ce qui se passe avec les oses (et qui n'apparaît pas avec les acides aminés), c'est la mutarotation, qui est un équilibre en solution aqueuse de trois formes : deux structures cycliques, le bêta-D-glucopyranose ([alpha]0 = 18,7°) et l'alpha-D-glucopyranose ([alpha]0 = 112°), et la structure linéaire.
Ainsi, si on dissout du beta-D-glucopyranose pur dans de l'eau, le pouvoir rotatoire passe de 18,7° à 52,8°

Merci pour ces précisions

Guil'

[diazométhane]

Merci Guil pour les précisions concernant les bêtalactamines.
Effectivement il s'agit bien des transpeptidases qui synthétisent, si j'ai bien compris les petidoglycanes des parois bactériennes, qui eux sont formées en partie d'acides aminés D. La bêtalactamine, hydrolysée je suppose, présente alors des ressemblances avec un peptide du type D-alanyl-D-alanine et va donc bloquer le site actif de cette transpeptidase (PBP).

[Guillmot]

Hello

Je ne connais pas les détails du mode exact d'inhibition de la PBP; mais les B-lactamines n'agissent normalement que dans leur forme non hydrolysée, car le but justement des B-lactamases, enzymes de résistance aux antibios, est d'hydrolyser ces molécules, provoquant la perte de leur activité inhibitrice.

@+
Guil'

[gragui]

bonjour (je suis nouveau)

Je m'interesse au processus qui conduit au passage de la forme L à la forme D évoqué plus haut (racémisation).

Je sais juste que ce processus est à l'origine d'une méthode de datation de la mort d'un être vivant en mesurant le taux de D par rapport à L.
Pour mettre ce phénomène très lent en évidence j'aimerais prendre un acide aminé (type acide aspartique) et le mettre dans des conditions de pH et température telles que la racémisation se produise assez rapidement: est-ce que quelqu'un sait comment "accélerer" la racémisation d'un acide aminé?

merci

[Jean-Luc P]

A mon avis la question sera mieux en chimie, mais je vois bien une réaction favorisée en milieu basique...

[gragui]

hélas... la plupart des chimistes que j'ai contacté se sont empressés de me rediriger vers des biochimistes à la seule évocation du terme "acide aminé"...

Bon je vais qd mm poster ma question en chimie, mais si quelqu'un à une idée par ici, n'hésitez pas!!
merci

[Jean-Luc P]

Envoyé par Neutrino

Il faut aussi noter que certains acides aminés ont un deuxième carbone assymétrique dans la chaîne latérale : exemple la leucine. Et il y a aussi une convention envers une deux formes pour ce carbone!

Non pas la leucine...
cf structure à http://fr.wikipedia.org/wiki/Leucine