TD3 - Ionisation Acides Amines corrige.doc - BDE Sciences

LV1 Module-Molécules de la vie
Travaux Dirigés n°3
Ionisation
des Acides Aminés.
Par commodité, les valeurs de pKa des différentes fonctions ionisables sont
les suivantes pour l'ensemble des exercices:
? COOH : 2,3 ? NH3+ : 8,9 Phénol : 10,0 Tyr
? COOH : 3,9 Asp ?NH3+ : 10,5 Lys Imidazole : 6,5 His
? COOH : 4,2 Glu Thiol : 8,0 Cys Guanidinium : 12
Arg EXERCICE 1 Ecrivez la formule générale d'un acide aminé, placez les deux pKas
concernés, puis précisez pour chacun des groupements ci-dessus l'acide
aminé concerné. 8,9 NH3+ - CH - COOH 2,3
|
R Quelle sera la charge de l'acide glutamique à pH = 2 ? à pH = 7 ?
pH = pKa + log base/acide
Pour chaque fonction de l'acide glutamique, il va falloir vérifier sa
charge. pH = 2
? COOH : 2 = 2,3 + log [COO-] / [COOH]
Donc [COO-] / [COOH] = 10-0,3 = ½
Il y a donc 1/3 de forme COO- et 2/3 de forme COOH
? COOH : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme COOH
? NH3+ : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH3+
Charge globale : + 2/3 pH = 7
? COOH : pH > pKa +1 donc tout est sous forme COO-
? COOH : pH > pKa + 1 donc tout est sous forme COO-
? NH3+ : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH3+
Charge globale : - 1
EXERCICE 2 On peut utiliser ces différentes propriétés des acides aminés pour les
séparer selon leur charge à un pH donné, grâce à une électrophorèse sur
papier, en colorant à la ninhydrine. Pour un mélange des acides aminés
suivants : Lys, Asp, Ala, Val, Arg, Glu. A pH = 3,9, quels acides aminés
migrent vers l'anode ? Quels acides aminés migrent vers la cathode ? Et à
pH = 10 ? . pH = 3,9 :
Tous les acides aminés ont
? COOH : pH > pKa +1 donc tout est sous forme COO-
? NH3+ : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH3+ Ala et Val n'ont pas d'autre groupement ionisable, leur charge globale est
donc nulle et ils ne migrent pas. Lys : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH3+
Arg : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH2+
Asp : pKa-1 < pH < pKa+1 avec pH = pKa donc ½ COO- ½ COOH
Glu : pKa-1 < pH < pKa+1 avec pH < pKa donc majorité de COOH Lys et Arg migrent vers la cathode (pôle -), Asp et Glu vers l'anode (pôle
+), Asp allant plus loin que Glu car sa charge est plus négative. . pH = 10
Tous les acides aminés ont
? COOH : pH > pKa +1 donc tout est sous forme COO-
? NH3+ : pH > pKa + 1 donc tout est sous forme NH2 Ala et Val n'ont pas d'autre groupement ionisable, leur charge globale est
donc de -1 et ils migrent vers l'anode. Lys : pKa-1 < pH < pKa+1 avec pH < pKa donc majorité de NH3+
Arg : pH < pKa - 1 donc tout est sous forme NH2+
Asp : pH > pKa + 1 donc tout est sous forme COO-
Glu : pH > pKa + 1 donc tout est sous forme COO- Asp et Glu ont deux charges négatives et migrent donc deux fois plus loin
que Ala et Val. Lys a une charge très partiellement négative (