Chapitre 2 : Les métaux en milieux biologiques

4 Le rôle des ions métalliques en systèmes biologiques

Métallobiomolécules réparties en deux grandes familles : Protéines et non-Protéines.

a) Rôle structural du centre métallique

α – Nature moléculaire du biosite

Les trois éléments susceptibles de jouer le rôle de ligand : Azote, Oxygène, Soufre : points de

coordination de ces macromolécules organiques avec leur centre métallique.

Métaux « bulks » (Na, Mg, K, Ca) : prédilection pour l’Oxygène.

Métaux alcalins (Na et K) : complexes peu stables, aisément déplacés.

Métaux alcalino-terreux (Mg et Ca) : complexes moins « mobiles », plus stables.

Métaux traces et ultra-traces : des complexes forts, plus stables.

Manganèse : complexes stables préférentiellement avec l’Oxygène.

Fer : Azote et Oxygène.

Zinc : Soufre.

β - Géométrie du biosite

Principales géométries :

  octaèdre :

Vitamine B12, hémoglobine, Transferrines

  pyramide à base carrée :

hémoglobine (fragments béta de l’hémoglobine)

  tétraèdre :

Anhydrase Carbonique II

Pourquoi s’intéresser à la structure d’un métallobiosite ? La fonction d’un système biologique

dépend de sa structure, de sa géométrie.

b) Rôle fonctionnel du centre métallique

Hémoglobine : transport de l’oxygène à travers l’organisme grâce au Fer.

Que se passerait-il si les phénomènes suivants se produisaient ?

  Le Fer contenu dans le biosite n’est plus Fe^(+II) mais Fe^(+III)

  Le noyau ferreux (Fe^(+II)) est entouré de 6 ligands et non plus de 5

  Si un groupement hème ne contient pas de noyau ferreux

D’où l’importance fonctionnelle de ce centre métallique.