228 Chimie pour les étudiants en médecine ...
c. N H 2
NH2
�
o =
RC:?'
"9= -
Exemples de ligands
bidentés.
-oocczH2
/ ctt2coo -
:Nctt,ctt,N:
-oocé'tt,
'-ctt,coo -
�EDTA, un agent
de chélation hexadenté.
Certains ligands contiennent deux ou plus de deux atomes qui sont
capables de se complexer avec le même ion métallique. De tels ligands
sont appelés des chélates. Les chélates les plus simples, qui comprennent deux atomes faisant office de ligands, sont qualifiés de bidentés (ce
qui signifie «à deux dents »). En guise d'exemples, citons l'éthylène-1,2diamine avec ses deux fonctions amines capables d'intervenir dans la
formation de complexes et l'anion carboxylate dans lequel les deux
atomes d'oxygène peuvent chélater un ion métallique (voir dans la
marge). Il existe en outre de nombreux ligands multidentés, tel le cycle
porphyrine (tétradenté) du groupe hémique présenté dans la figure 14.2.
Un composé tel l'éthylènediaminetétraacétate (EDTA), présenté dans
la marge, est un chélateur hexadenté très couramment employé. Une
seule molécule d'EDTA est capable de se coordonner de manière octaédrique à un atome de métal (voit tableau 14.1). Ces agents de chélation
sont très efficaces pour complexer des ions métalliques. Un tel processus
est énergétiquement très favorable, étant donné que lorsqu'un chélate
se fixe à un ion, au moins deux ligands monodentés doivent s'en détacher pour se retrouver à l'état libre en solution, ce qui augmente l'entropie du système.
Dans le milieu très diversifié qui compose l'intérieur des cellules
vivantes, la plupart des ions métalliques ne se trouvent pas à l'état libre
en solution. Au contraire, ces ions sont fortement complexés à toute
une série de molécules différentes. Ceci a des conséquences importantes, notamment lorsqu'on cherche à estimer la concentration de
ces métaux. Ainsi, la concentration plasmatique totale du calcium est
de l'ordre de 25 mmol dm- 3 • Cependant, la maj orité de ce calcium n'est
pas libre et n'est donc pas disponible, de sorte que la concentration
intracellulaire du calcium peut, en réalité, ne se situer qu'aux alentours
de 1 mmol dm- 3 • Quant à la concentration des ions calcium libres dans
le cytosol des cellules, celle-ci peut être encore plus basse et ne valoir
que 1 µmol dm- 3 •
La forme géométrique des complexes de coordination dépend du
nombre et des types de ligands connectés. Les formes de certains
complexes importants en biologie sont présentées dans le tableau 14.1.
La géométrie octaédrique, qui correspond à un nombre de coordination de six, est de loin la plus largement répandue, étant donné que
la plupart des métaux sont capables de former des complexes octaédriques.
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Exemples de ligands
bidentés.
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�EDTA, un agent
de chélation hexadenté.
Certains ligands contiennent deux ou plus de deux atomes qui sont
capables de se complexer avec le même ion métallique. De tels ligands
sont appelés des chélates. Les chélates les plus simples, qui comprennent deux atomes faisant office de ligands, sont qualifiés de bidentés (ce
qui signifie «à deux dents »). En guise d'exemples, citons l'éthylène-1,2diamine avec ses deux fonctions amines capables d'intervenir dans la
formation de complexes et l'anion carboxylate dans lequel les deux
atomes d'oxygène peuvent chélater un ion métallique (voir dans la
marge). Il existe en outre de nombreux ligands multidentés, tel le cycle
porphyrine (tétradenté) du groupe hémique présenté dans la figure 14.2.
Un composé tel l'éthylènediaminetétraacétate (EDTA), présenté dans
la marge, est un chélateur hexadenté très couramment employé. Une
seule molécule d'EDTA est capable de se coordonner de manière octaédrique à un atome de métal (voit tableau 14.1). Ces agents de chélation
sont très efficaces pour complexer des ions métalliques. Un tel processus
est énergétiquement très favorable, étant donné que lorsqu'un chélate
se fixe à un ion, au moins deux ligands monodentés doivent s'en détacher pour se retrouver à l'état libre en solution, ce qui augmente l'entropie du système.
Dans le milieu très diversifié qui compose l'intérieur des cellules
vivantes, la plupart des ions métalliques ne se trouvent pas à l'état libre
en solution. Au contraire, ces ions sont fortement complexés à toute
une série de molécules différentes. Ceci a des conséquences importantes, notamment lorsqu'on cherche à estimer la concentration de
ces métaux. Ainsi, la concentration plasmatique totale du calcium est
de l'ordre de 25 mmol dm- 3 • Cependant, la maj orité de ce calcium n'est
pas libre et n'est donc pas disponible, de sorte que la concentration
intracellulaire du calcium peut, en réalité, ne se situer qu'aux alentours
de 1 mmol dm- 3 • Quant à la concentration des ions calcium libres dans
le cytosol des cellules, celle-ci peut être encore plus basse et ne valoir
que 1 µmol dm- 3 •
La forme géométrique des complexes de coordination dépend du
nombre et des types de ligands connectés. Les formes de certains
complexes importants en biologie sont présentées dans le tableau 14.1.
La géométrie octaédrique, qui correspond à un nombre de coordination de six, est de loin la plus largement répandue, étant donné que
la plupart des métaux sont capables de former des complexes octaédriques.