Cours 3 Flashcards
(89 cards)
1
Q
Quel est le 1er Principe de la thermodynamique?
A
Principe 1: L’énergie est conservée
la chaleur (énergie thermique) à pression constante est égale au changement d’enthalpie (DH)
DeltaH= Hfinale – Hinitiale
2
Q
Comment peut-on calculer l’énergie thermique?
A
On peut calculer l’énergie thermique d’un processus en utilisant un calorimètre
3
Q
Qu’est-ce qui maintient la pression constante du calorimètre?
A
Le piston
4
Q
Une réaction qui libère de la chaleur (exergonique ou exothermique) a un 𝚫H..
A
Négatif
5
Q
Une réaction qui absorbe de la chaleur de l’environnement (endergonique ou endothermique) a un 𝚫H…
A
Positif
6
Q
Quel est le 2ème Principe de la thermodynamique?
A
l’entropie mesure le désordre dans un système (une solution, une cellule etc.)
Plus il y a de désorde, plus c’est favorable. On ne peut pas avoir une trop grande diminution de désordre pour que la réaction soit favorable
un système donné tend vers l’entropie maximale (désordre): 𝚫Sunivers = 𝚫Ssystème + 𝚫Sexterne
7
Q
Le désordre d’un système est fortement influencé par sa ________. Le facteur entropique augmente donc en fonction de la ______! (même mot)
A
température
8
Q
C’est quoi L’énergie libre: spontanéité d’une réaction?
A
L’énergie libre de Gibbs (à pression constante)
𝚫G = 𝚫H – T𝚫S
Il y a un signe négatif devant le facteur deltaS, car l’entropie élevée (désordre) favorise la réaction.
la capacité d’une réaction à s’effectuer dans une condition donnée. On dit alors qu’elle est favorable.
9
Q
Un 𝚫G négatif indique une réaction __________.
Un 𝚫G positif indique une réaction __________.
A
Favorable
Défavorable
C’est plus favorable plus crée de chaleur
10
Q
Réaction défavorable est équivalente à une réaction ____________
A
endergonique.
c’est une réaction qui requiert un apport d’énergie pour se réaliser. L’énergie libre 𝜟G est donc positive dans ce cas.
11
Q
Réaction favorable est équivalente à une réaction __________
A
exergonique
c’est une réaction qui produit de l’énergie. L’énergie libre 𝜟G est donc négative dans ce cas.
12
Q
C’est quoi 𝜟G?
A
le changement d’énergie libre, est une mesure du travail maximal qui peut être obtenu d’une réaction donnée
13
Q
V ou F: Le fait qu’une réaction soit favorable n’indique rien sur la cinétique (vitesse) de la réaction. Une réaction favorable (spontanée) n’est pas nécessairement rapide; elle peut être très lente
A
Vrai
14
Q
C’est quoi l’énergie?
A
capacité à effectuer un “travail”
15
Q
Les _______ sont l’unité de l’énergie dans le système internationale
A
Joules
16
Q
1 calorie = _____ Joules
A
4.184
17
Q
1 calorie est équivalent à quoi?
A
où 1 calorie est équivalent à l’énergie nécessaire pour augmenter d’un degré Celsius un gramme d’eau
**Se fait entre 14.5 et 15.5°C
18
Q
K (parfois annoté Keq) et Q sont calculées à partir de quoi?
A
“l’activité” des réactifs et des produits. Comme la plupart du temps l’activité est égale à la concentration pour des substances en solution, on utilise habituellement une valeur correspondant à la concentration des réactifs et des produits pour calculer Q et K (parfois annoté Keq).
19
Q
L’équilibre est l’état où….
A
la concentration des réactifs et des produits pour des conditions expérimentales données (température, pression etc.) font en sorte que la réaction et sa réaction inverse sont également favorable; il n’y a donc plus de variation dans le ratio produit:réactif à l’équilibre
20
Q
L’énergie libre standard (Delta G0) représente quoi?
A
la force motrice qui permet d’atteindre les conditions d’équilibre à partir de l’état chimique standard
Soit:
Pression = 1 bar
[A]= [B]= [C]= [D]= 1M
où Q = [C]c [D]d = 1
—————
[A]a [B]b
Si K ≠ 1, alors 𝜟G ≠ 𝜟G0
21
Q
C’est quoi Q et K?
A
Q= valeur de l’action de masse
K= constante de la rx à l’équilibre (soit Q à l’équilibre)
K est la constante d’équilibre soit une valeur fondamentale d’une réaction donnée qui ne change pas lorsque les conditions sont stables: on peut l’obtenir à partir de la concentration des produits et des réactifs à l’équilibre (K est spécifique à la réaction)
Q est une valeur de l’action de masse qui dépend des concentrations des produits et des réactifs à un moment X d’une expérience ou à l’intérieur de la cellule
22
Q
Quelle est la formule pour calculer Q et K?
A
K = [C]^c [D]^d/[A]^a [B]^b
23
Q
À l’équilibre, Q= K donc:
A
𝜟G = 0 = 𝜟G0 + RTlnK
𝜟G0 = -RTlnK
K = e^-𝜟G /RT
24
Q
C’est quoi R?
A
est la constante des gaz parfaits (8.314 J.mol-1K-1)
Elle permet de relier la variation d’énergie en fonction de la variation de température (qui est elle-même reliée à la vibration des molécules) par mole de molécules.
25
Quel est l'équation pour calculer l'état chimique standard?
Donc 𝜟G = 𝜟G0 + RTlnQ
26
L’homéostasie est très différent de l’équilibre chimique. De l’énergie et des molécules biologiques (via les nutriments) sont constamment ajoutées aux systèmes biochimiques des êtres vivants.
Une réaction biochimique est rendue possible si...
DG (et non DG0) est favorable
1) en maintenant Q< K
2) en couplant une réaction défavorable à une réaction favorable (ex: ATP - hydrolyse fait beaucoup d'énergie ce qui est favorable. Cette énergie est utilisé pour faire qqc qui est moins favorable)
27
Pour qu’une réaction biochimique soit favorable in vivo : Q/K< 1 (réaction favorise encore les produits). Comment peut-on avoir ces résultats?
Diminuer les produits ou augmenter les réactifs
28
Quels sont les équations de 𝜟G quand Q=K et quand Q et K ne sont pas égale?
À l’équilibre:
Q= K
𝜟G = -RTlnK + RTlnK = 0
Non-équilibre
𝜟G = RTlnQ/K
29
C'est quoi 𝜟G0’ ?
Il s’agit de l’état standard biochimique: 1 bar, 25°C, pH= 7.
𝜟G = 𝜟G0’ + RTlnQ
Il a été introduit pour prendre en compte l’implication de l’eau et la concentration faible des protons en conditions physiologiques (lorsqu’ils
font partie de la réaction).
30
L’eau a une très forte concentration en solution soit environ 55M et les cellules maintiennent leur concentration d’eau constante; donc...
la variation d’activité de l’eau est considérée négligeable (exception: les solution extrêmement concentrées)
31
toutes les réactions biochimiques doivent être _______ pour pouvoir se réaliser.
thermodynamiquement favorables ou rendus
32
Beaucoup de réactions biochimiques cellulaires sont __________ et ne sont donc pas favorables par elle-même
endergonique
33
En y couplant une réaction ___________ on peut permettre la réalisation de ces réactions endergoniques essentielles
exergonique
A+C <---> B+ D 𝜟G0’= -20 kJ/mol
A <-----> B 𝜟G0’= +10 kJ/mol
-----------------------------------------------------
C <-----> D 𝜟G0’= -30 kJ/mol
34
Les réactions anaboliques, qui synthétisent des composantes biochimiques (acides aminés, nucléotides etc.) à partir des nutriments, sont en principe toutes __________.
endergoniques
35
Quelles sont les sources d’énergie principales de la cellule?
Hydrolyse de liaisons formées par des groupements phosphates
Gradient de concentration des ions à travers les membranes (potentiel membranaire) (entré et sortie des ions)
Réaction impliquant le transfert d’électron (potentiel d’oxydo-réduction)
36
Le transfert de phosphate est associé à quoi?
à l’énergie au métabolisme et à la communication intracellulaire
Le transfert est toujours effectué d’une espèce plus haute en énergie vers une espèce plus faible en énergie.
37
Quelle est la source d’énergie principale de la cellule?
L'ATP
38
Entre les phosphate 1 et 2 et 2 e 3, quel est le nom de cette liaison?
Liaison phosphoanhydre
39
Entre le phosphate 3 et l'oxygene, quel est le nom de cette liaison?
Liaison phosphoester
40
V ou F: il se peut que les 2 phosphates partent en meme temps durant l'hydrolyse de l'ATP.
Vrai
41
Quand est-ce que le 𝜟G devient moins negatif durant l'hydrolyse de l'ATP?
Lorsqu'il perd son dernier P
42
une substance devrait diffuser d’une région de haute concentration vers une région de faible concentration. Cette réaction est spontanée et possède donc...
un 𝚫G négatif
43
La réaction qui permettrait à une molécule de diffuser à l’encontre de son gradient, c’est-à-dire vers un compartiment où elle est en plus forte concentration n’est pas spontanée et possède donc...
un 𝚫G positif
44
L’hydrolyse de l’ATP peut être utilisée pour permettre quoi par rapport au gradient?
pour permettre le transport d’une molécule d’une région où elle est en faible concentration vers une région où elle est en forte concentration.
45
L’hydrolyse de l’ATP (𝚫G favorable/négatif) permet donc de compenser pour quoi par rapport au gradient?
pour le transport d’une molécule à l’encontre de sa tendance naturelle (𝚫G défavorable/positif). Il s’agit donc d’un exemple du couplage d’une réaction défavorable avec une réaction favorable afin de permettre la réalisation de la première.
46
Le transport actif d’une substance à l’encontre de son gradient (𝚫G défavorable/positif) peut aussi être obtenu en faisant quoi?
en couplant son transport à celle d’un autre type de molécule qui respecte ce faisant son gradient de concentration (𝚫G favorable/négatif), d’où la notion que les gradients à travers les membranes constituent un réservoir d’énergie libre).
47
Qu'est-ce qui arrive a 𝚫G si la concentrtion extracellulaire est plus grande que intracellulaire?
est négatif donc la réaction est favorable
Lorsque c'est favorable, on peut faire du couplage pour faire le transport d'ions de l'interieur vers l'exterieur (les molecules hydrophobes passe au travers la membrane de facon passive mais les ions non car ils sont trop polaires)
Ainsi la diffusion favorable de certains ions peut-êtrecouplée à la diffusion défavorable d’autres molécules
48
C'est quoi le potentiel d’oxydorédution (E0’)?
représente la tendance d’un agent
chimique à perdre un électron, tout comme le pKa est la tendance d’un
acide à perdre un proton
49
Que va faire le potentiel d'oxydoreduction s'il est positif vs negatif?
Si positif il va faire une reduction
Si negatif va faire une oxydation
Plus la valeur de E0’ d’une espèce est faible (négative), plus facilement elle donnera un électron (agent réducteur).
Plus la valeur de E0’ d’une espèce est élevée (positive), plus facilement elle captera un électron (agent oxydant).
50
Quels sont des exemple de reducteurs et oxydants incluant le nombre d'electron et leur potentiels d'oxydoreduction?
Oxydant <----> Réducteur n (e) E0’ (V)
H++e- <---- ½ H2 1 -0.421
NAD+ +H+ + 2e- <-- NADH 2 -0.315
1,3-biphosphoglycerate + 2H+ + 2e- <--- Glyceraldehyde-3-phospate + Pi 2 -0.290
FAD++ H+ + 2e- <--- FADH2 2 -0.219
Acétaldehyde + 2H+ + 2e- <--- Éthanol 2 -0.197
Pyruvate + 2H+ + 2e- <-- Lactate 2 -0.185
Fe3+ + e- ----> Fe2+ 1 +0.769
1/2O2 + + 2H+ + 2e- ----> H2O 2 +0.815
51
Quels sont les Propriétés de l’eau?
- Très polaire
- L’oxygène est électronégatif
- Donc H2O est un très bon donneur et accepteur de liaisons hydrogène
- Cela confère des propriétés spécifiques: points d’ébullition et de congélation élevés, solide moins dense que liquide, chaleur de vaporisation élevée, tension de surface élevée
L’eau a la seconde chaleur de vaporisation la plus élevée (seulement dépassé par l’ammoniaque). Elle a un effet temporisateur sur le climat et sur la température des organismes vivants.
Sa tension de surface est trois fois plus élevée que celle du méthanol et de l’éthanol par exemple. Cela est principalement à sa polarité et à sa capacité très à former des liaisons hydrogène.
52
V ou F: Les substances non-polaires sont insolubles dans l’eau
Vrai (ex: queue des lipides)
53
La forme et les interactions des biomolécules sont médiées par quels 3 types de liaisons non-covalentes et l'effet hydrophobe?
Liaisons ioniques (également appelée liaison charge-charge)
Liaisons hydrogène
Liaison de Van der Waals
Effet hydrophobe
Les trois premières sont en quelque sorte des interactions électrostatiques. L’effet hydrophobe comme son nom l’indique n’est pas une liaison chimique en tant que telle
54
Pourquoi est-ce que les liaisons non-covalentes sont importantes?
De nombreuses liaisons non-covalentes impliquant les chaînes latérales des acides aminés stabilisent le complexe FKBP-rapamycine
55
Énergie relative des liaisons Covalentes, Ioniques, Liaison hydrogène et Van der Waals?
Covalentes = 400, (plus d'energie donc plus difficile a briser)
Ioniques = 80,
Liaison hydrogène (type specifique de dipole-dipole. Plus energetique que les autres liaison dipole-dipole) = 20
Van der Waals
- dipole-dipole = 10
- Dispersion = 0.4
56
Quels sont les types d'interactions/liaisons?
Charge-charge
Charge-dipole
Dipole-dipole
Charge-dipole induit
Dipole-dipole induit
Dispersion (van der Waals)
Liaisons hydrogene
*Ces liens sont en ordre decroissant du plus faible lien a plus fort
57
V ou F: plus l'interaction est
faible, plus la rxn se fait a courte distance.
F: a longue distance***
58
Quel est l'equation de la Loi de Coulomb pour les liaison ioniques?
E= k (q1q2)/er
E= énergie
k = constante de Coulomb= 2.31x10-28 J.mol
q1 and q2= charges des atomes impliqués
r= rayon entre q1 et q2
e = constante diélectrique
soit: e= 1 sous vide; 2-3 dans de la graisse (membrane); 6-7 à l’intérieur d’une protéine et 30 à la surface; 80 dans l’eau
Pour calculer la force il faut utiliser F= k*(q1*q2)/epsilon*r2
59
V ou F: Quoique les liaisons ioniques puissent être très fortes, elles sont donc en fait affaiblies dans l’eau
Vrai
eeau > eprotéine > egraisse > evide
Les liaisons ioniques/électrostatiques sont défavorisées dans l’eau (constante diélectrique dans l’eau= 80 versus vide= 1).
60
Les liaisons ioniques sont aussi quoi?
Elles sont aussi peu directionnelles, c’est à dire que leur force et donc leur énérgie dépend de la distance, mais pas de l’angle entre les atomes impliqués. Elles sont également moins sensibles à la distance entre les atomes impliqués que les autres interactions électrostatiques. C’est donc dire qu’elles peuvent former des interactions sur de plus longues distances
61
Qu'est-ce qui est le donneur et accepteur dans la liaison H?
Le donneur est un hydrogène lié à un hétéroatome et l’accepteur est un hétéroatome tel que l’atome d’oxygène d’une fonction carbonyle et un atome d’azote (amine tertiaire étant un très bon accpteur). L’accepteur contribue une de ces paires d’électron de valence pour former une liaison quasi-covalente avec l’atome d’hydrogène du donneur
62
L’énergie des liaisons hydrogène est de ____ a _____ kJ/mol (environ 0.5-5 kCal/mol) dans les molécules biologiques
2 a 21
63
Les contraintes de distance (1.5-3.2 Å) d’angle (___ a ____) entre le donneur et l’accepteur au sein des liaisons hydrogène sont beaucoup plus fortes que pour les liaisons ioniques (dipole-dipole)
130 à 180°
64
Les liaisons hydrogène impliquant deux groupements chargés attractifs sont...
plus fortes et sont dénommées ponts salins.
65
Les ponts salins combinent donc une liaison ______ et une liaison _____ (par exemple entre les acides aminés glutamate et lysine).
hydrogène et ionique
66
V ou F: 𝚫G est plus negatif
quand la reaction entre
ions se fait dans la membrane?
Vrai
interactions Ionique quand beaucoup d'eau, l'energie est plus faible car l'eau est tres polaire et competition avec les ions
67
Combien de liaison hydrogene peut faire l'eau a l'etat solide vs liquide?
* Solide: 4 liaison-H/molécule d’eau
* Liquide: 2.3 liaison-H/molécule d’eau
68
Pour maintenir un entropie elevee il faut que les liaison H font quoi?
Il faut que les liens (reseaux) puissent se former et deformer continuellement
69
V ou F: Des liaisons hydrogène sont retrouvées au sein des acides nucléiques en particulier dans l’ADN.
Vrai
le O de la guanine --- H de la cytosine
Le H de la guanine --- N de la cytosine
70
V ou F: Des liaisons hydrogène retrouvées au sein des hélices-alpha des protéines?
vrai
71
Quels sont les 3 sous-categories des liaisons Van der Waals?
(de la plus forte à la plus faible):
A) Forces de Keesom (effet/force d’orientation): entre dipôles permanents
B) Forces de Debye (effet/force d’induction): entre un dipôle permanent et un dipôle induit
C) Forces de London (effet/force de dispersion): entre dipôles induits
72
Laquelle des 3 liaisons predominent dans les molecules biologiques?
Les forces de (dispersion de) London
73
Quel est un exemple de dipôle permanent (Keesom) et de dipôle induit (London)?
dipôle permanent (Keesom)
ex: carbonyles des acides aminés
Le O étant plus électronégatif que le C, ces dipôles s’orientent dans une conformation spécifique qu’on pourrait qualifier de tête-à-queue
dipôle induit (London)
ex: groupement benzyle de la chaine latérale de la phényalanine; en fait tous les acides aminés
Ces molécules sont normalement dépourvues de dipôles. Leur proximité avec un dipôle permanent ou une charge ou leur empilement dans le cas des benzènes peuvent induire des dipôles.
*Pour que se soit possible, il doit y avoir une distance asser grande entre les 2 pour que les electrons se places a la ne place
74
Les liaisons de van der Waals sont formées à très courtes distances entre des dipôles. L’énergie de ces interactions diminue donc très rapidement en fonction de la distance entre les atomes impliqués. Quelle est la taille du rayon pour les atomes suivants: H, C, N, O, S P
Rayon de van der Waals
(R) Å
H 1.2
C 2.0
N 1.5
O 1.4
S 1.85
P 1.9
75
L’énergie d’interaction est en équilibre entre quoi?
une composante d’attraction et une composante de répulsion. La prédominance de l’un de ces composantes sur l’autre dépend de la distance “r” entre le centre des atomes impliqués
76
la distance limite qui correspond approximativement à l’addition des rayons de van der Waals des atomes impliqués (soit la distance d’approche maximale), l’énergie d’interaction atteint son minimum. Cette distance d’énergie minimale est optimale pour quoi?
pour la formation d’une liaison de van der Waals. Toute valeur de “r” inférieur à la distance d’approche maximale est défavorisée par l’augmentation très rapide de l’énergie de répulsion. Ce dernier phénomène est similaire au phénomène d’encombrement stérique rencontré en chimie organique.
77
Forces de London sont plus fortes entre des
molécules qui…
a) sont polarisées plus facilement (ex.: atomes lourds - Cl2 (g), Br2 (l), I2 (s))
b) adoptent une structure maximisant les interactions (ex: C(CH3)4 (g), C5H12 (l))
a) Aucune de ces molécules possède un moment dipolaire permanent significatif, de sorte que leurs attractions intermoléculaires sont stabilisées principalement par les forces de London. Les atomes plus lourds possèdent des nuages d'électrons plus grands et relaxés (plus facilement polarisable) , de sorte qu'ils sont soumis à de plus grandes attractions de London. Voilà pourquoi, par exemple, l'iode est un solide, le brome est un liquide et le chlore est un gaz, à température ambiante.
b) Portez maintenant votre attention sur les hydrocarbures représentés dans l’encadré du bas. Des molécules de n-pentane s’empaquettent ensemble comme des livres dans une boîte, de sorte que cette substance est plus "cohérente”: c’est donc un liquide à température ambiante (il bout à 36,1 °C). Mais les molécules de néopentane (2,2-diméthylpropane) à la structure ramifiée se comporte comme les tasses à café de notre exemple ci-dessus; cette substance est donc en phase gazeuse à température ambiante (il bout à 9,5 °C). Ces substances aliphatiques ressemblent à la chaine latérale de plusieurs acides aminés. Au sein d’un polymère tel que les protéines les diversités d’agencement entre les différents acides aminés permettent à des acides aminés avec des chaines latérales ramifiées de bien s’empaqueter en formant des interactions avec des chaines latérales hétérologues.
78
Ainsi, en raison des forces de London, les atomes se comportent comme quoi?
comme des chiens de traîneau durant une nuit froide: ils essaient de se blottir ensemble. Le plus étroitement ils peuvent s’empaqueter, le plus d’énergie ils emmagasinent dans leur liaison non-covalentes. Leur empaquetage dépend évidemment de leurs formes.
79
V ou F: Les queues non-polaires
des phospholipides
(en gris) forment des
interactions de London
dans les bicouches
lipidiques
Vrai
Les queues sont non-polaires (hydrophobes), de sorte qu’elles n’interagissent pas bien avec l'eau (le fameux « effet hydrophobe », dont nous reparlerons bientôt). Elles se collent les unes aux autres très bien, en recherchant à s’empaqueter de manière si hermétique qu’elle expulse l’eau de leur environnement immédiat. La formation de la bicouche permet d’adosser les queues des deux rangées de phospholipide et donc de tolérer de l’eau à l’extérieur comme à l’intérieur de la vésicule ou d’une cellule. C’est l’organisation classique observée dans les cellules. Voilà donc comment les phospholipides forment une belle membrane bicouche continue et quasiment hermétique à toute substance polaire.
80
V ou F: la meme chose se produit avec la plupart des proteines et acides nucleiques?
Vrai
Quelque chose d'assez semblable se produit avec la plupart des protéines et des acides nucléiques. Ces biomolécules enfouissent au centre de leur structure, leur groupement les plus non polaires pour diminuer leur exposition à l’eau. Les structures ainsi formées sont très compactes (hermétiquement empaqueté), avec presque pas d'espaces ou d’écarts entre les atomes, parce que ces atomes se collent ensemble, via des forces de London Quelque chose d'assez semblable se produit avec la plupart des protéines et des acides nucléiques. Ces biomolécules enfouissent au centre de leur structure, leur groupement les plus non polaires pour diminuer leur exposition à l’eau. Les structures ainsi formées sont très compactes (hermétiquement empaqueté), avec presque pas d'espaces ou d’écarts entre les atomes, parce que ces atomes se collent ensemble, via des forces de London
81
L’H2O est donc un solvant qui dissout très bien les
substances polaires:
Les interactions électrostatiques sont donc affaiblies dans l’eau.
L’exclusion de l’eau au centre des biomolécules est donc
essentielle a quoi?
à la formation et la stabilisation de plusieurs structures
biologiques. Inversement certaines substances hydrophobes
tendent à minimiser leur interaction avec l’eau.
Par exemple, les bases d’ADN forment des ponts hydrogène et s’empilent les unes sur les autres excluant ainsi l’eau au centre de l’hélice d’ADN (discuté plus en détails dans le cours 4). Les phosphates eux font face au solvant aqueux, interagissant avec les molécules d’H2O.
Les acides aminés orientent leur chaîne hydrophobe principalement vers le cœur des structures protéiques en particulier dans le cas des protéines globulaires. Cela permet la formation de liaisons de van der Walls (force de London) entre ces chaînes latérales hydrophobes. Ces liaisons de Van der Waals nécessitent un empaquetage très compact de ces chaînes latérales hydrophobes, expulsant ainsi toutes la plupart des molécules d’H2O de leur environnement immédiat. Les acides aminés à chaîne latérale hydrophile orientent leur chaîne latérale plutôt vers la surface au contact avec l’eau.
82
La constante diélectrique élevée de l’eau lui permet de faire quoi?
permet de dissoudre des sels, tel le NaCl, en bien plus grande quantité que la plupart des solvants organiques
83
L’entropie maximale (“désordre maximal”) est favorable quand pour l'effet hydrophobe?
est favorable à la stabilisation d’un état biochimique donné
Les groupements chimiques se regroupent ensemble en fonction de leur polarité ce qui permet en particulier d’organiser les molécules d’H2O de manière flexible (désordre max.)
84
L’effet hydrophobe joue un rôle déterminant dans quoi?
dans la formation des structures biologiques; la structure des biomolécules repose donc sur la nature de leur interaction avec l’eau
85
Quand tu met un compose ou atome hydrophobe dans l'eau, qu'est-ce que ca fait au molecules d'eau?
Cela force les molécules d’eau impliquer dans le réseau de liaison hydrogène à s’organiser rigidement autour d’elle formant ainsi un clathrate (du grec klathron qui signifie fermeture), quasi similaire à une “cage” moléculaire. La formation de clathrate par les molécules d’eau diminue l’entropie système et permet d’expliquer en quoi l’interaction de substance apolaire avec l’eau est défavorable.
Le regroupement de plusieurs molécules hydrophobes diminue le nombre de clathrates à former, augmentant ainsi l’entropie: cela est donc par conséquent plus favorable.
86
L ‘effet hydrophobe favorise la formation des interactions ___________
de van der Waals en particulier de celle dites de London, qui autrement au niveau enthalpique sont assez faiblement favorisées
87
Quels sont des Groupes fonctionels hydrophiles et Groupes fonctionels hydrophobes?
Groupes fonctionels hydrophiles:
- groupes ionique (acides et bases)
- alcools
- amines
- carbonyles
Groupes fonctionels hydrophobes:
- chaînes hydrocarbonées
- groupe aromatiques ou hétérocycliques
88
Les molecules amphiphiles possèdent à la fois des
fonctionalité _______ et ________
hydrophiles et hydrophobes
89
Les amphiphiles forment quoi?
des micelles et des membranes bicouches
Une molécule d’une substance amphiphile isolée force l’organisation des molécules d’eau environnantes (cage). Cela est nécessaire pour permettre sa solvatation. Ce faisant, elle diminue l’entropie du système (en diminuant le désordre du système).
Afin de minimiser cette organisation défavorable au niveau entropique, l’amphiphile aura plutôt tendance à adopter une structure micellaire ou bicouche (qui favorise le désordre max.)
Si on reprend l’équation thermodynamique:
𝚫G = 𝚫H –T𝚫S
On peut donc dire que la formation des micelles/bicouche par les lipides dans l’eau est mue par le facteur entropique, -T𝚫S.
