Cours de Première – Isométrie ZE
L’isomérie Z/E
L’absence de rotation possible autour d’une double liaison est à l’origine de l’isomérie Z/E. Il existe, par exemple, deux molécules différentes de but-2-ène de la même formule semi-développée.
Les deux molécules ne sont pas superposables, les isomères Z et E possèdent des propriétés chimiques et physiques différentes, et peuvent donc être isolées.
Isomérisation photochimique
- Le passage d’un isomère Z à un isomère E peut se produire sous l’action de la lumière. On parle d’isomérisation photochimique.
- Application de l’isomérie photochimique à la vision:
Les rayons lumineux entrant dans l’œil sont focalisés sur la rétine. Cette dernière est une sorte d’écran munie de récepteurs photosensibles. Contrairement à un appareil photographique, les images sont transmises au cerveau en continu, comme une caméra.
D’un point de vue chimique, au niveau des récepteurs photosensibles, le mécanisme de la vision repose sur une isomérisation photochimique.
La vitamine A, ou rétinol, est apportée par l’alimentation directement ou sous la forme de β -carotène (la molécule, en se “cassant” en deux morceaux, forme du rétinol). La vitamine A se présente comme :
Le groupement hydroxyle à l’extrémité droite de la molécule fait du rétinol un alcool. On a fait apparaître partiellement la numérotation des atomes de carbone de la chaîne. En fait, la liaison qui nous intéresse est la liaison double au niveau de l’atome 11. Elle est en configuration E. Sous l’effet de réactions chimiques, elle forme l’isomère Z, appelé 11-(Z)-rétinol :
Par le biais d’une enzyme, la 11-cis RDH, cet alcool peut subir une oxydation ménagée afin de former le 11-(Z)-rétinal, un aldéhyde de structure :
Dans certaines littératures, l’isomérisation intervient avant l’oxydation ménagée.
Dans cette configuration, cette molécule peut s’associer avec une protéine, l’opsine, afin de former de la 11-(Z)-rhodopsine. Sous l’effet d’un photon, par isomérisation photochimique, la molécule peut alors passer en configuration E :
Cependant, dans cette configuration, l’opsine ne peut pas rester liée au rétinal et se détache. Cela a pour conséquence d’émettre un influx nerveux qui sera capté par le cerveau à travers le nerf optique. Le rétinal se retrouve sous la forme de 11-(E)-rétinal:
On peut observer au niveau des doubles liaisons que nous sommes en configuration E pour chacune d’elle. Dans la littérature, cet isomère est appelé tout-trans-rétinal. Ensuite, cette molécule va redonner du 11-(E)-rétinol (vitamine A) de départ par réduction, sous l’effet d’une enzyme. Le processus est ainsi cyclique.
