Le soufr e et le phosphore 205
Figure 12.3 La stabilisation par résonance dans les esters ordinaires (c'est-àdire oxygénés).
Question 12.3
(a) Expliquer deux rôles du groupe thiol dans des réactions redox
en biologie.
(b) Expliquer pourquoi les thioesters sont mis à profit comme
intermédiaires dans les réactions biochimiques au lieu des
esters ordinaires.
12.5
Phosphates, pyrophosphates et polyphosphates
Dans la biosphère, la majeure partie du phosphore se retrouve sous
forme d'anions phosphate. Les anions phosphate répondent à la formule POJ-, où l'atome de phosphore affiche une valence de cinq. Les
quatre atomes d'oxygène sont disposés de manière tétraédrique autour
du phosphore, un seul de ces oxygènes étant doublement lié au phosphore. Les électrons de la double liaison sont délocalisés de manière
parfaitement égale entre les quatre atomes d'oxygène, ce qui donne cet
arrangement parfaitement symétrique des charges négatives sur les
quatre oxygènes.
Les trois charges portées par l'ion phosphate peuvent être protonnées de manière à former de l'acide phosphorique, dont le modèle moléculaire est présenté dans la marge. C'est en raison de ce comportement
acide que les phosphates sont importants. L'acide phosphorique est en
effet capable de perdre ses hydrogènes lors de trois étapes successives :
H 3 PÜ 4 � H+ + H2P04 � 2 H+ + HPo�- � 3 H+ + po�avec un pK 1 de 2,2, un pK2 de 7,2 et un p/( 3 de 12,4. De ce fait, au pH
physiologique, la plupart du phosphate existe sous forme d'un mélange
de H2P04 et de HPo�-. Le pK2, pratiquement neutre, fait de ces mélanges de phosphates un tampon très utile dans maintes applications biologiques.
L'ion phosphate est fort polaire et il se solubilise donc parfaitement
dans l'eau. Lorsqu'ils sont incorporés dans des protéines, ces sels créent
des liaisons via leurs charges négatives. Le phosphate de calcium est un
sel très important dans les systèmes biologiques. Ce phosphate calcique,
notamment, a la particularité d'être insoluble dans l'eau et, par ailleurs,
il se présente sous forme de cristaux d'une grande dureté. L'hydroxyapatite, [Ca 1 0(P0 4 )G(OH)z], est l'un des principaux composants des os, des
dents et de l'émail, où il forme des cristaux en forme de bâtonnets et se
trouve associé à une protéine appelée collagène. Les calculs rénaux sont,
quant à eux, des cristaux qui sont constitués de phosphate de calcium
et de magnésium.
Modèle moléculaire de
l'acide phosphorique
montrant la disposition
tétraédrique des oxygènes
autour du phosphore.
Figure 12.3 La stabilisation par résonance dans les esters ordinaires (c'est-àdire oxygénés).
Question 12.3
(a) Expliquer deux rôles du groupe thiol dans des réactions redox
en biologie.
(b) Expliquer pourquoi les thioesters sont mis à profit comme
intermédiaires dans les réactions biochimiques au lieu des
esters ordinaires.
12.5
Phosphates, pyrophosphates et polyphosphates
Dans la biosphère, la majeure partie du phosphore se retrouve sous
forme d'anions phosphate. Les anions phosphate répondent à la formule POJ-, où l'atome de phosphore affiche une valence de cinq. Les
quatre atomes d'oxygène sont disposés de manière tétraédrique autour
du phosphore, un seul de ces oxygènes étant doublement lié au phosphore. Les électrons de la double liaison sont délocalisés de manière
parfaitement égale entre les quatre atomes d'oxygène, ce qui donne cet
arrangement parfaitement symétrique des charges négatives sur les
quatre oxygènes.
Les trois charges portées par l'ion phosphate peuvent être protonnées de manière à former de l'acide phosphorique, dont le modèle moléculaire est présenté dans la marge. C'est en raison de ce comportement
acide que les phosphates sont importants. L'acide phosphorique est en
effet capable de perdre ses hydrogènes lors de trois étapes successives :
H 3 PÜ 4 � H+ + H2P04 � 2 H+ + HPo�- � 3 H+ + po�avec un pK 1 de 2,2, un pK2 de 7,2 et un p/( 3 de 12,4. De ce fait, au pH
physiologique, la plupart du phosphate existe sous forme d'un mélange
de H2P04 et de HPo�-. Le pK2, pratiquement neutre, fait de ces mélanges de phosphates un tampon très utile dans maintes applications biologiques.
L'ion phosphate est fort polaire et il se solubilise donc parfaitement
dans l'eau. Lorsqu'ils sont incorporés dans des protéines, ces sels créent
des liaisons via leurs charges négatives. Le phosphate de calcium est un
sel très important dans les systèmes biologiques. Ce phosphate calcique,
notamment, a la particularité d'être insoluble dans l'eau et, par ailleurs,
il se présente sous forme de cristaux d'une grande dureté. L'hydroxyapatite, [Ca 1 0(P0 4 )G(OH)z], est l'un des principaux composants des os, des
dents et de l'émail, où il forme des cristaux en forme de bâtonnets et se
trouve associé à une protéine appelée collagène. Les calculs rénaux sont,
quant à eux, des cristaux qui sont constitués de phosphate de calcium
et de magnésium.
Modèle moléculaire de
l'acide phosphorique
montrant la disposition
tétraédrique des oxygènes
autour du phosphore.