Le soufre et le phosphore
12.1
Introduction
Le soufre et le phosphore, qui sont des éléments appartenant à la chimie
dite minérale, sont en fait essentiels pour tous les organismes vivants.
Certaines bactéries sont même capables de consommer du soufre à la
place d'oxygène. Normalement, le soufre est capté par les bactéries et
les plantes sous forme de sulfate puis est réduit avant d'être incorporé
dans des protéines et des coenzymes. Sous forme de groupe thiol, le
soufre sert de médiateur redox. Cet élément facilite aussi certaines
réactions chimiques et, enfin, il permet de créer des liaisons covalentes entre des chaînes polypeptidiques, ce qui contribue à verrouiller la
conformation des protéines.
Dans les organismes vivants, le phosphore se retrouve essentiellement sous forme de sels, en l'occurrence des phosphates, et d'autres
composés apparentés comme des esters phosphoriques et polyphosphoriques. Le rôle des «phosphates » dans une cellule vivante est très
diversifié. Des esters phosphoriques de protéines peuvent aider à réguler l'activité métabolique, voire à intervenir comme médiateurs d'événements hormonaux. Associés à des glucides, les esters phosphoriques
servent aussi à activer ces oses lors de leur catabolisme. Ce sont aussi des
composants des nucléotides. L'un de ceux-ci, l'adénosine-5'-triphosphate (ATP), est impliqué dans le stockage de l'énergie et dans le
transfert de composés. Des phosphodiesters servent à lier des nucléotides ensemble lorsque !' ADN ou !' ARN est appelé à se polymériser et
ils font partie intégrante de la structure de !' ADN.
12.2
La configuration électronique (et la valence)
du phosphore et du soufre
Les cases du tableau périodique (voir tableaux 1.4 et 1.5) relatives au
phosphore, au soufre et à leurs voisins du haut sont présentées dans la
marge. Les numéros atomiques du phosphore et du soufre valent, respectivement, 15 et 16, ce qui signifie que ces atomes disposent de 15 et
16 électrons autour de leurs noyaux. Dans le tableau périodique, ces
deux éléments se trouvent dans la troisième période, juste en dessous,
respectivement, de l'azote et de l'oxygène. De ce fait, on s'attend à ce
que le phosphore et le soufre présentent des propriétés voisines de
leurs voisins supérieurs, à savoir, respectivement, l'azote et l'oxygène.
L'examen du tableau 2.1 montre qu'il y a des similitudes mais aussi des
différences dans les valences des éléments appartenant à une même
colonne du tableau périodique. Ainsi, l'azote et le phosphore peuvent
tous deux avoir une valence de trois ou cinq. L'oxygène et le soufre sont
caractérisés par une valence de deux, mais en fait le soufre peut afficher
en plus des valences de quatre et six. Il est impératif d'examiner la
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N
l
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7
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s
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12.1
Introduction
Le soufre et le phosphore, qui sont des éléments appartenant à la chimie
dite minérale, sont en fait essentiels pour tous les organismes vivants.
Certaines bactéries sont même capables de consommer du soufre à la
place d'oxygène. Normalement, le soufre est capté par les bactéries et
les plantes sous forme de sulfate puis est réduit avant d'être incorporé
dans des protéines et des coenzymes. Sous forme de groupe thiol, le
soufre sert de médiateur redox. Cet élément facilite aussi certaines
réactions chimiques et, enfin, il permet de créer des liaisons covalentes entre des chaînes polypeptidiques, ce qui contribue à verrouiller la
conformation des protéines.
Dans les organismes vivants, le phosphore se retrouve essentiellement sous forme de sels, en l'occurrence des phosphates, et d'autres
composés apparentés comme des esters phosphoriques et polyphosphoriques. Le rôle des «phosphates » dans une cellule vivante est très
diversifié. Des esters phosphoriques de protéines peuvent aider à réguler l'activité métabolique, voire à intervenir comme médiateurs d'événements hormonaux. Associés à des glucides, les esters phosphoriques
servent aussi à activer ces oses lors de leur catabolisme. Ce sont aussi des
composants des nucléotides. L'un de ceux-ci, l'adénosine-5'-triphosphate (ATP), est impliqué dans le stockage de l'énergie et dans le
transfert de composés. Des phosphodiesters servent à lier des nucléotides ensemble lorsque !' ADN ou !' ARN est appelé à se polymériser et
ils font partie intégrante de la structure de !' ADN.
12.2
La configuration électronique (et la valence)
du phosphore et du soufre
Les cases du tableau périodique (voir tableaux 1.4 et 1.5) relatives au
phosphore, au soufre et à leurs voisins du haut sont présentées dans la
marge. Les numéros atomiques du phosphore et du soufre valent, respectivement, 15 et 16, ce qui signifie que ces atomes disposent de 15 et
16 électrons autour de leurs noyaux. Dans le tableau périodique, ces
deux éléments se trouvent dans la troisième période, juste en dessous,
respectivement, de l'azote et de l'oxygène. De ce fait, on s'attend à ce
que le phosphore et le soufre présentent des propriétés voisines de
leurs voisins supérieurs, à savoir, respectivement, l'azote et l'oxygène.
L'examen du tableau 2.1 montre qu'il y a des similitudes mais aussi des
différences dans les valences des éléments appartenant à une même
colonne du tableau périodique. Ainsi, l'azote et le phosphore peuvent
tous deux avoir une valence de trois ou cinq. L'oxygène et le soufre sont
caractérisés par une valence de deux, mais en fait le soufre peut afficher
en plus des valences de quatre et six. Il est impératif d'examiner la
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