6.7.3 Détermination de la séquence des acides aminés
6.7.3.1 Détermination de l’acide aminé N-terminal
En 1953, le biochimiste anglais Frederick Sanger (1918-…)
4 (Université de Cambridge,
Angleterre) détermine pour la première fois la séquence des résidus d’acides aminés
des deux chaînes polypeptidiques de l’insuline. Il réalise cet exploit en utilisant des enzymes (pepsine, trypsine, chymotrypsine) pouvant cliver certaines liaisons peptidiques
de façon très spécique et en inventant également un réactif, le 1-uoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger). Ce réactif possède la particularité de se lier spéciquement au groupement ONH 2 de l’acide aminé N-terminal en milieu légèrement
basique pour former un dérivé, le 2,4-dinitrophényl (DNP), d’un jaune très distinct
(voir la ?gure 6.27). Après l’hydrolyse du peptide en acides aminés, seul l’acide aminé
N-terminal sera sous la forme de dérivé DNP, et donc très facile à identier après séparation par chromatographie.
Figure 6.27 Réaction d’un acide aminé N-terminal avec le réactif de Sanger
Les résidus d’acides aminés basiques (Lys, Arg, His) forment, eux aussi, un dérivé
2,4-dinitrophényl (DNP) jaune, même s’ils ne sont pas N-terminaux en raison de leurs
groupements amines libres sur la chaîne latérale. Lorsqu’un de ces acides aminés basiques se trouve être l’acide aminé N-terminal, la réaction avec le réactif de Sanger crée
un double dérivé 2,4-dinitrophényl, facilement différenciable des dérivés simples.
Exemple 6.7
Comment différencier les dipeptides LysOSer et SerOLys par la méthode de Sanger ?
Solution
Pour le dipeptide SerOLys, la sérine est l’acide aminé N-terminal et elle sera donc transformée
en dérivé DNP jaune après hydrolyse. Il en sera de même pour la lysine (puisque cet acide
aminé basique possède un groupement amine dans sa chaîne latérale), et deux dérivés jaunâtres seront donc produits. Pour le dipeptide LysOSer, l’acide aminé N-terminal lysine sera
transformé en double dérivé DNP (le groupe amine sur la chaîne latérale réagit aussi avec le
réactif de Sanger), mais la sérine, pour sa part, ne donnera aucune réaction. Il y aura donc,
dans ce cas, formation d’un dérivé jaunâtre et d’un acide aminé incolore.
Bien que très utile en son temps, le réactif de Sanger possède un inconvénient
majeur, puisqu’une destruction complète (par hydrolyse) du polypeptide doit être
effectuée pour libérer et déterminer l’acide aminé N-terminal.
Les personnes atteintes de diabète
de type 1 doivent s’injecter de
l’insuline (une protéine) pour
contrôler leur glycémie.
6.7 Propriétés physiques des peptides et des protéines
277
6.7.3.1 Détermination de l’acide aminé N-terminal
En 1953, le biochimiste anglais Frederick Sanger (1918-…)
4 (Université de Cambridge,
Angleterre) détermine pour la première fois la séquence des résidus d’acides aminés
des deux chaînes polypeptidiques de l’insuline. Il réalise cet exploit en utilisant des enzymes (pepsine, trypsine, chymotrypsine) pouvant cliver certaines liaisons peptidiques
de façon très spécique et en inventant également un réactif, le 1-uoro-2,4-dinitrobenzène (réactif de Sanger). Ce réactif possède la particularité de se lier spéciquement au groupement ONH 2 de l’acide aminé N-terminal en milieu légèrement
basique pour former un dérivé, le 2,4-dinitrophényl (DNP), d’un jaune très distinct
(voir la ?gure 6.27). Après l’hydrolyse du peptide en acides aminés, seul l’acide aminé
N-terminal sera sous la forme de dérivé DNP, et donc très facile à identier après séparation par chromatographie.
Figure 6.27 Réaction d’un acide aminé N-terminal avec le réactif de Sanger
Les résidus d’acides aminés basiques (Lys, Arg, His) forment, eux aussi, un dérivé
2,4-dinitrophényl (DNP) jaune, même s’ils ne sont pas N-terminaux en raison de leurs
groupements amines libres sur la chaîne latérale. Lorsqu’un de ces acides aminés basiques se trouve être l’acide aminé N-terminal, la réaction avec le réactif de Sanger crée
un double dérivé 2,4-dinitrophényl, facilement différenciable des dérivés simples.
Exemple 6.7
Comment différencier les dipeptides LysOSer et SerOLys par la méthode de Sanger ?
Solution
Pour le dipeptide SerOLys, la sérine est l’acide aminé N-terminal et elle sera donc transformée
en dérivé DNP jaune après hydrolyse. Il en sera de même pour la lysine (puisque cet acide
aminé basique possède un groupement amine dans sa chaîne latérale), et deux dérivés jaunâtres seront donc produits. Pour le dipeptide LysOSer, l’acide aminé N-terminal lysine sera
transformé en double dérivé DNP (le groupe amine sur la chaîne latérale réagit aussi avec le
réactif de Sanger), mais la sérine, pour sa part, ne donnera aucune réaction. Il y aura donc,
dans ce cas, formation d’un dérivé jaunâtre et d’un acide aminé incolore.
Bien que très utile en son temps, le réactif de Sanger possède un inconvénient
majeur, puisqu’une destruction complète (par hydrolyse) du polypeptide doit être
effectuée pour libérer et déterminer l’acide aminé N-terminal.
Les personnes atteintes de diabète
de type 1 doivent s’injecter de
l’insuline (une protéine) pour
contrôler leur glycémie.
6.7 Propriétés physiques des peptides et des protéines
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