Structure et transformation de la matière
pchT_1403_11_02C
Comprendre
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CORRIGE
Nouvelle-Calédonie • Mars 2014
Exercice 3 • 5 points
La Met-enképhaline (aussi appelée Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) est un petit polypeptide, c’est-à-dire une molécule construite à partir de cinq acides α-aminés. Elle appartient à la famille des enképhalines, molécules ayant une action au niveau des neurones nociceptifs. Ces neurones interviennent dans le mécanisme de déclenchement de la douleur ; la capacité des enképhalines à inhiber ces neurones, c’est-à-dire à diminuer leur activité, leur confère une activité analgésique.
Le but de cet exercice est de montrer la complexité de la synthèse d’un polypeptide, même court, et de mettre en place une stratégie pour la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline.
Exemples d’acides α-aminés présents dans l’organisme.
Exemple de séquence de protection/déprotection d’une fonction amine
Protection d’une fonction amine par le tert-butylcarbamate :
La déprotection qui permet de retrouver la fonction amine est assurée par la décomposition du produit obtenu en milieu acide à 25 °C.
Exemple de séquence de protection/déprotection d’une fonction acide carboxylique
Protection d’une fonction acide carboxylique par estérification :
Cette réaction est équilibrée. Afin d’obtenir un bon rendement, et pour que la réaction puisse être considérée comme totale, il est nécessaire d’éliminer l’eau au fur et à mesure de sa formation, par exemple à l’aide d’un montage de Dean-Stark.
La déprotection de la fonction est assurée par la réaction inverse, appelée hydrolyse, à l’aide d’un catalyseur acide. Celle-ci est également équilibrée, et on utilise un grand excès d’eau afin de la réaliser avec un bon rendement.
1. Mise en évidence de la difficulté de la synthèse peptidique
2. Dernière étape de synthèse de la Met-enképhaline
On envisage la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline à partir des deux réactifs suivants.
Réactif A :
que l’on notera plus simplement : 
Réactif B :
que l’on notera plus simplement :
Annexe
1. Protection du réactif B
+ ……………………. → …………………….
2. Protection du réactif A
+ …………………. → ………………….
3. Réaction entre le réactif A protégé et le réactif B protégé
……………. 
4. Déprotection de la fonction amine
→ …………………. +
5. Déprotection de la fonction acide carboxylique
……………………. 
Suite de transformations chimiques de la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline
Notions et compétences en jeu
Chimie organique et protection de fonctions • Synthèse peptidique.
Conseils du correcteur
Partie 1
Partie 2
1. Mise en évidence de la difficulté de la synthèse peptidique
1 Reconnaître un acide aminé
Un acide aminé est une molécule ayant un groupe
2 Identifier les réactifs d’une synthèse
Pour synthétiser la Met-enképhaline, il faut les quatre molécules suivantes : tyrosine, glycine, phénylalanine et méthionine.
3 Déterminer un produit de réaction
et reconnaître un groupe fonctionnel
Dans la molécule synthétisée il y a un nouveau groupe fonctionnel :
4 Identifier le problème dans la synthèse d’un polypeptide
Le groupe amine est synthétisé par la réaction entre un groupe amine et un groupe carboxyle. Or, dans un acide aminé, il y a ces deux groupes différents. Donc lorsque deux acides aminés réagissent entre eux « sans protection particulière », plusieurs dipeptides seront synthétisés. En effet, le groupe carboxyle du premier peut réagir avec le groupe amine du second mais la réaction peut se produire aussi à l’inverse entre le groupe amine du premier et le groupe carboxyle du second. Un dipeptide peut encore formé par la réaction de deux acides aminés identiques entre eux.
Au total, avec
2. Dernière étape de synthèse de la Met-enképhaline
1 Déterminer les dipeptides synthétisés
À partir des acides aminés A et B on synthétise les peptides A-B, B-A mais aussi A-A et B-B comme expliqué dans la question précédente. Le pentapeptide 1 est de type B-A par rapport aux notations des réactifs et le pentapeptide 2 est de type B-B donc il reste le
de type A-B : 
et celui de type A-A : 
2 Protéger une fonction
On souhaite obtenir le produit B-A, il faut pour cela que le groupe carboxyle du réactif B réagisse avec le groupe amine du réactif A. Il faut alors protéger les groupes que l’on ne souhaite pas voir réagir : le groupe amine du réactif B et le groupe carboxyle du réactif A.
3 Écrire une équation de réaction de protection/déprotection/synthèse
Suite de transformations chimiques de la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline
1. Protection du réactif B
2. Protection du réactif A
3. Réaction entre le réactif A protégé et le réactif B protégé
4. Déprotection de la fonction amine
Attention
Respecter les « zigzags » de la formule topologique.
5. Déprotection de la fonction acide carboxylique
