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acides aminés

Protéine, structure primaire
Protéine, structure primaire

Acide organique constituant l'unité de structure des protéines.

BIOCHIMIE

L'hydrolyse des protéines constituant la matière vivante montre qu'elles sont toutes formées d'une vingtaine d'unités structurales (ou monomères) : les acides aminés. Chaque molécule d'acide aminé comprend un groupe acide du type carboxylique (COOH), une fonction aminée (NH2). Leur formule générale est H2N–CH–R– OOH, où R représente un radical organique propre à chaque acide aminé considéré.

Le carbone, qui porte le radical, confère des propriétés particulières à la molécule, car il préside à l'existence de deux formes désignées D (dextrogyre) et L (lévogyre), comparables à un objet et son image dans un miroir, comme pour certains sucres. Les cellules utilisent essentiellement les formes L pour leurs synthèses.

Les trois premières lettres de leur nom servent le plus souvent à désigner les acides aminés : Ala = alanine, Leu = leucine, Val = valine, Try = tryptophane, Phé = phénylalanine. Ils sont souvent solubles dans l'eau, mais moins fréquemment pour ceux dont une partie importante de la molécule est hydrophobe. Les acides aminés ont deux groupements ionisables : le carboxyle donne un anion en libérant un proton, et l'amine peut capter un proton pour former un cation. Ces composés, dont l'ionisation varie avec le pH, sont dits amphotères. Leur caractère hydrophile ou hydrophobe permet de les classer en quatre groupes : ceux à caractère hydrophobe, à caractère hydrophile, fortement hydrophiles, et les singuliers, en raison de leur structure ou de leur fonction (glycine, histidine, proline). Les méthodes simples de caractérisation des acides aminés d'un hydrolysat protéique sont la réaction à la ninhydrine, la chromatographie sur papier ou sur colonne, ou l'électrophorèse. Ces techniques sont dues au chimiste allemand Emil Hermann Fischer (1852-1919), à qui ses travaux, établissant le lien entre stéréochimie, chimie organique et biologie, ont valu le prix Nobel 1902. Les acides aminés peuvent exister à l'état libre dans les cellules. Les protéines sont des polymères d'acides aminés unis par des liaisons dites peptidiques. Un composé formé d'un petit nombre de monomères est appelé peptide ou polypeptide ; lorsque le poids moléculaire dépasse 5 000, on parle de protéines. Certains acides aminés indispensables à l'homme et aux animaux ne peuvent être synthétisés par leurs cellules ; ils doivent être apportés par l'alimentation. Bien que leur rôle principal soit de constituer les protéines, les acides aminés sont également précurseurs de glucides, de certaines hormones, parfois de lipides.

MÉDECINE

Il suffit de 20 acides aminés pour former toutes les protéines humaines. On les classe en acides aminés essentiels et en acides aminés non essentiels.

Les acides aminés essentiels, ou acides aminés indispensables, ne peuvent pas être synthétisés par l'organisme (ou le sont trop peu) et doivent être fournis par les aliments (protéines végétales et surtout animales). Ils sont au nombre de 8 (auxquels s'ajoute l'histidine chez le nourrisson) : isoleucine, leucine, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine, tryptophane, valine.

Les acides aminés non essentiels sont synthétisés par l'organisme à partir des acides aminés essentiels. Ils sont 12 : alanine, arginine, asparagine, acide aspartique, cystéine, glutamine, acide glutamique, glycine, histidine, proline, sérine, tyrosine.

Par ailleurs, plus de 200 acides aminés ne sont pas inclus dans des protéines. Sous leur forme libre, isolée, ils jouent un rôle important dans de nombreuses réactions chimiques cellulaires telles que la synthèse du glucose (acides aminés glucoformateurs), quand celui-ci n'est pas apporté en quantité suffisante par l'alimentation.