Acide aminé
Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines. Chez les eucaryotes, il existe 20 acides aminés standard à partir desquels sont fabriquées presque toutes les protéines.
En biochimie, un acide aminé est toute molécule qui possède à la fois des groupes fonctionnels amine (NH2+R) et carboxyle (C=O). En biochimie, ce terme désigne les alpha-aminoacides de formule générale H2NCHRCOOH, où R est l'un des nombreux groupes latéraux (voir diagramme).
On connaît environ 500 acides aminés. Pour les animaux, la chose la plus importante que font les acides aminés est de fabriquer des protéines, qui sont de très longues chaînes d'acides aminés. Chaque protéine a sa propre séquence d'acides aminés, et cette séquence fait que la protéine prend différentes formes et a différentes fonctions. Les acides aminés sont comme l'alphabet des protéines ; même si vous n'avez que quelques lettres, si vous les reliez, vous pouvez faire de nombreuses phrases différentes.
Neuf des 20 acides aminés standard sont des acides aminés "essentiels" pour l'homme. Ils ne peuvent pas être fabriqués (synthétisés) à partir d'autres composés par le corps humain et doivent donc être absorbés comme aliments. D'autres peuvent être essentiels pour certains âges ou certaines conditions médicales. Les acides aminés essentiels peuvent également varier d'une espèce à l'autre. Les herbivores doivent puiser leurs acides aminés essentiels dans leur alimentation, qui pour certains est presque entièrement composée d'herbe. Les ruminants, comme les vaches, obtiennent certains acides aminés par l'intermédiaire de microbes dans les deux premières chambres de l'estomac.
Les acides aminés sont le produit final de la protéine. La structure générale d'un acide aminé α, avec le groupe amino à gauche et le groupe carboxyle à droite.
Structure
Un acide aminé est un produit chimique organique. Il est constitué d'un atome de carbone α qui est lié de manière covalente à quatre groupes.
- un atome d'hydrogène
- un groupe amino (-NH2)
- un groupe carboxyle (-COOH)
- un groupe R variable
Chaque acide aminé possède au moins un groupe amino (-NH2) et un groupe carboxyle (-COOH), sauf la proline.
Expression des gènes et biochimie
Il s'agit des acides aminés protéinogènes, qui sont les éléments constitutifs des protéines. Ils sont produits par la machinerie cellulaire codée dans le code génétique de tout organisme.
| Acide aminé | Court | Abbrev. | Codon(s) | Occurrencein des | Essential‡ chez l'homme |
| Alanine | A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG | 7.8 | Non |
| Cystéine | C | Cys | UGU, UGC | 1.9 | Sous réserve |
| Acide aspartique | D | Asp | GAU, GAC | 5.3 | Non |
| Acide glutamique | E | Glu | GAA, GAG | 6.3 | Sous réserve |
| Phénylalanine | F | Phe | UUU, UUC | 3.9 | Oui |
| Glycine | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG | 7.2 | Sous réserve |
| Histidine | H | Son | CAU, CAC | 2.3 | Oui |
| Isoleucine | I | Ile | AUU, AUC, AUA | 5.3 | Oui |
| Lysine | K | Lys | AAA, AAG | 5.9 | Oui |
| Leucine | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG | 9.1 | Oui |
| Méthionine | M | Rencontré | AUG | 2.3 | Oui |
| Asparagine | N | Asn | AUA, CAA | 4.3 | Non |
| Pyrrolysine | O | Pyl | UAG*. | 0 | Non |
| Proline | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG | 5.2 | Non |
| Glutamine | Q | Gln | CAA, CAG | 4.2 | Non |
| Arginine | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | 5.1 | Sous réserve |
| Serine | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC | 6.8 | Non |
| Thréonine | T | Thr | ACU, ACC, ACA, ACG | 5.9 | Oui |
| Sélénocystéine | U | Sec | UGA** | >0 | Non |
| Valine | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG | 6.6 | Oui |
| Tryptophane | W | Trp | UGG | 1.4 | Oui |
| Tyrosine | Y | Tyr | UAU, UAC | 3.2 | Sous réserve |
| Stop codon† | - | Terme | UAA, UAG, UGA†† | - | - |
* UAG est normalement le codon stop ambre, mais il code la pyrrolysine si un élément PYLIS est présent.
** UGA est normalement le codon stop opale (ou umbre), mais il code la sélénocystéine si un élément SECIS est présent.
† Le codon stop n'est pas un acide aminé, mais il est inclus par souci d'exhaustivité.
†† UAG et UGA n'agissent pas toujours comme codons stop (voir ci-dessus).
‡ Un acide aminé essentiel ne peut pas être synthétisé chez l'homme. Il doit être fourni dans l'alimentation. Les acides aminés essentiels conditionnels ne sont normalement pas nécessaires dans l'alimentation, mais doivent être fournis aux populations qui n'en font pas assez.
A ces α-acides aminés plus loin dans la biosynthèse, des processus apparaissant comme non essentiels sont structurellement (ici en utilisant la notation SMILES) liés :
OC(=O)C(N)-
- ├ H .. V Glycine
- ├ C .. P Alanine
- │├ C .. 2-Acide aminobutanoïque
- ││├ C .. Norvaline
- │││├ -2H .. _ Proline (Dehydronorvaline)
- │││├ C .. Norleucine
- ││││└ N .. Z Lysine
- ││││ └ C(=O)C1N=CCC1C .. ^ Pyrrolysine
- │││└ NC(=N)N .. a Arginine
- ││├ C(=O)N .. ` Glutamine
- ││├ C(=O)O .. T Acide glutamique
- ││├ O .. Homosérine
- ││└ S .. Homocystéine
- ││ └ C .. \ Méthionine
- │├ C(C)C .. [ Leucine
- │├ C(=O)N .. ] Asparagine
- │├ C(=O)O .. S Acide aspartique
- │├ C1=CNC=N1 .. W Histidine
- │├ c1ccccc1 .. U Phénylalanine
- │├ c1ccc(O)cc1 .. h Tyrosine
- │├ C1=CNc2ccccc12 .. f Tryptophane
- │├ C1=CNc2ccc(O)cc12 .. Oxitriptan
- │├ c(cc1I)cc(I)c1-O-c2cc(I)c(O)c(I)c2 .. Thyroxine
- │├ O .. b Serine
- │├ S .. R Cystéine
- │└ [SeH] .. d Sélénocystéine
- ├ C(C)C .. e Valine
- ├ C(C)O .. c Thréonine
- └ C(C)CC .. X Isoleucine
Questions et réponses
Q : Que sont les acides aminés ?
R : Les acides aminés sont des molécules qui possèdent à la fois des groupes fonctionnels amine (NH2+R) et carboxyle (C=O), et ils sont les éléments constitutifs des protéines.
Q : Combien d'acides aminés "standard" existent chez les eucaryotes ?
R : Chez les eucaryotes, il existe 20 acides aminés "standard" à partir desquels presque toutes les protéines sont fabriquées.
Q : Quelle est la formule générale des acides alpha-aminés ?
R : La formule générale des acides alpha-aminés est H2NCHRCOOH, où R est l'un des nombreux groupes latéraux.
Q : À quoi la biochimie fait-elle référence lorsqu'elle mentionne les acides aminés ?
R : En biochimie, le terme "acide aminé" fait référence aux acides alpha-aminés dont la formule générale est H2NCHRCOOH, où R est l'un des nombreux groupes latéraux.
Q : Comment les protéines obtiennent-elles leur structure ?
R : Les protéines tirent leur structure de la combinaison de différents types d'acides aminés.
Q : Quel rôle jouent les groupes fonctionnels amine et carboxyle dans une molécule d'acide aminé ?
R : Les groupes fonctionnels amine et carboxyle composent une molécule d'acide aminé ; ils fournissent un atome d'azote ainsi qu'un atome de carbone qui peuvent former des liaisons avec d'autres molécules.
