Exercicedesynthèse:Importancedelastéréoisomériedanslesprocessusbiologiques

Compétence:Analyseretextrairedesinformations

A l’aide des documents et en utilisant vos connaissances, rédiger en 30 lignesmaximum, une synthèseargumentéerépondantàlaproblématiquesuivante:

Commentlastructurespatialedesmoléculespermetd’expliquerseseffetsdanslanature?

Pour cela, présenter la notion de chiralité. Expliquer ensuite lemode d’action biologique. Puismontrerl’importancedecontrôlerlastéréoismériedanslessynthèsesorganiques.

Document1:LethalidomideLe thalidomide, de formule C13H10N2O4, a été responsable d’une véritable tragédie médicale. Employécommemédicamentdeconfortpourtraiterlesnauséesmatinalesdesfemmesenceintes,ilaétéàl’originedelanaissancede10000à20000nourrissonsatteintsdegravesmalformations.[…]

Le thalidomide possède un atome de carbone asymétrique, le C-10, qui porte la fonction isoindole. LamoléculeexistedoncsousformededeuxénantiomèresRetSn’ayantpaslesmêmeseffets.L’uneprotègecontrelesnauséesetinhibelaproductiondeTNFα(cequilarendefficacedansletraitementdecertainestumeursousyndromesinflammatoires),l’autreayantdeseffetstératogènes1.Commelesdeuxformessontinterconvertibles invivo,l’effettératogènen’auraitpasétéévitéenn’administrantqu’uneseuledesdeuxformes.

1Teratogène:Dugrecteras,teratos,monstreetgenos,origine.Seditdetoutesubstancepouvantprovoquerundéveloppementanormaldel'embryonetconduisantparlàmêmeàdesmalformations.

http://www.societechimiquedefrance.fr/produit-du-jour/thalidomide.html

Document2:Touslesmécanismesdereconnaissanceentremoléculesbiologiques(enzymes-substrat,récepteur-ligand,médicamentprotéinecible)sefontselon lemodedestéréospécificité,assurant lareconnaissanceparunseuldes2énantiomères.Ainsipourqu’unemoléculeaituneffetbiologique,elledoitinteragiravecunsiterécepteurparticulierdel’organisme.Laformedusiterécepteuresttelleque seule lamoléculeprésentantune formecomplémentairepeuts’adaptercorrectement.Lessitesrécepteurssontchiraux:silemauvaisénantiomèreseprésente,ilneserapasreconnuparlesiterécepteur. La situation est semblable à celle que l’onexpérimenterait si on essayait d’insérer la main gauche dans ungantdroit!

Document3:LouisPasteur(1822-1895)fut,vers1848,lepremieràconcluredel'étudedesbiomoléculesquelachiralitéest unepropriété à la fois constitutive et caractéristiquedu vivant, à l'échellemoléculaire.Un sucre, unacideorganique,unacideaminéenparticuliersontdesobjetschiraux. Ilsexistentdans l'organismesousl'uneoul'autredesdeuxformes,gaucheoudroite,etcedefaçonexclusive.[…]Lesvingtacidesaminésnaturelsappartiennenttousautypegauche.Lessucresnaturels,commeleglucoseoulefructose,appartiennentautypedroit.D'oùviennentcespréférences,parfaitementtranchées?Nulnelesait.C'estl'unedesgrandesquestionsscientifiquesnonencorerésolues.Lesprotéines,quisontdesenchaînementsd'acidesaminés,sontparconséquentellesaussichirales.Orlesrécepteurs biologiques, assurant des fonctions aussi diverses que l'odorat, l'analgésie ou la catalyseenzymatique,sont faitsdemoléculesdeprotéines. Ilssontdonceuxaussichiraux.Cequi impliqueàsontour la chiralité des autres molécules qui viennent s'y nicher, à commencer par les hormones et lesmédicaments.

http://www.universalis.fr/encyclopedie/chiralite-chimie/Document4:L’ibuprofèneAnti-inflammatoirenonstéroïdienauxpropriétésantipyrétiquesetanalgésiquesl’Ibuprofène(l'acidealpha-méthyl-4-(2-méthylpropyl)benzènéthanoïque)estbeaucoupmoinsbanaliséqueleparacétamol.L'énantiomèredeconfigurationSde lamolécule (représentéci-contre) est un analgésique efficace, son énantiomère possèdeaussiunbonpouvoiranalgésique,ainsilemédicamentestvendusousformed’unmélangeracémique.Document5:LimonèneTopologique

(R)-LimonèneOdeurd’orange

(S)-LimonèneOdeurdecitron

*

O

OH

CH3H