Thiol

Structure chimique générale du groupe fonctionnel thiol.

Un thiol (auparavant nommé mercaptan du latin mercurius captans « qui capte le mercure ») est un composé organique comportant un groupement thiol -SH (groupement sulfhydryle) attaché à un atome de carbone. Ce sont en général des composés à forte odeur. Les thiols sont utilisés notamment pour la fabrication de « boules puantes » (farces & attrapes) ou en additif au gaz domestique pour prévenir une fuite.

Quand ils sont présents dans des protéines (souvent impliquées dans la captation de métaux lourds ou d'autres métaux toxiques), ces protéines (intervenant dans la détoxication des organes et/ou d'organismes) sont dites thioprotéines.

Réactivité chimique

Les thiols sont similaires aux alcools, avec l'oxygène du groupement hydroxyle -OH remplacé par un atome de soufre, c'est pourquoi on les appelle aussi « thioalcool ». L'oxygène et le soufre ont des propriétés chimiques similaires, car ils appartiennent au même groupe (même colonne) du tableau périodique. Les thiols forment des thioéthers, thioacetals et thioesters, dans lequel un ou plusieurs atomes d'oxygène sont remplacés par un atome de soufre.

De nombreux thiols sont des liquides incolores ayant une odeur voisine de celle de l'ail. L'odeur est plutôt forte et repoussante : les thiols se lient fortement aux protéines de la peau. Cette propriété est en partie responsable de l'odeur persistante produite par une moufette lorsqu'elle projette son liquide nauséabond. On ajoute de l'éthylmercaptan (éthanethiol) au gaz naturel (qui est normalement sans odeur) de façon à détecter les fuites.

Nomenclature

Quand un groupement thiol est substitué à un atome d'hydrogène dans un alcane, il y a deux manières de nommer le thiol résultant :

• le suffixe -thiol peut être ajouté au nom de l'alcane. Par exemple, CH₃SH sera le méthanethiol. Le 2-furylméthanethiol, C₅H₆OS est une molécule responsable de l’arôme du café ;
• le mot mercaptan peut aussi remplacer le mot alcool dans le nom du composé. Par exemple, sachant que CH₃OH est l'alcool méthylique, CH₃SH sera le méthylmercaptan.

Quand le groupement SH n'est pas le groupement principal, le préfixe utilisé est sulfanyl-. Anciennement, le préfixe utilisé était mercapto-, et cet usage est encore largement répandu.

Les thiols réagissent notamment avec les ions mercure selon :

$\mathrm{Hg}^{2+} + 2 \mathrm{R-SH}\ \rightarrow\ \mathrm{Hg(S-R)}_2 + 2 \mathrm{H}^+$

Cette propriété leur a valu le nom de « mercaptan », c'est-à-dire : « qui capte le mercure ».

Rôle biologique

Les thiols jouent un rôle majeur dans le maintien de l'état redox des cellules (homéostasie) et dans l'activité d'une partie importante des enzymes catalysant des réactions d'oxydo-réduction.

L'homéostasie redox est en particulier assurée par le glutathion, un tripeptide contenant un thiol, et qui constamment maintenu à l'état réduit par la glutathion réductase, une enzyme alimentée en NADPH par la voie des pentoses phosphates. Le glutathion réduit permet la détoxification cellulaire des métaux lourds comme le mercure (cf section précédente), la réduction des péroxydes (glutathion peroxydase), la réduction des ponts disulfures entre les protéines cellulaires et la détoxification de composés organiques aromatiques (glutathion-S-transférase)

La cystéine (acide aminé portant une fonction thiol) est présente dans le site actif d'un certain nombre d'enzymes et joue souvent un rôle actif dans des réactions de transfert d'électron. C'est le cas par exemple pour les thiorédoxines. Les groupements thiols des cystéines dont également impliqués fréquemment dans la fixation de cofacteurs métalliques dans des enzymes (Zn, Ni) ainsi que dans la fixation de clusters fer-soufre, fréquemment impliqués dans les réactions de transfert d'électron.

Quelques exemples de thiols

• Méthanethiol (méthylmercaptan) - CH₃SH
• Éthanethiol (éthylmercaptan)- C₂H₅SH
• Coenzyme A
• Lipoamide
• Glutathion
• Cystéine (NH₂)-(CH-CH₂-SH)-(COOH)

• Lorsque deux cystéines se rapprochent l'une de l'autre, leurs groupements thiols peuvent condenser suite à une réaction d'oxydation modérée:
• 2R-SH + [O] ↔ R-S-S-R + H₂O
• cystéine oxydant cystine eau
• Il en résulte la formation d'un pont disulfure. Cette réaction peut avoir lieu entre des cystéines appartenant à des polypeptides différents (réaction interchaîne) ou au même polypeptide(réaction intrachaîne) et intervient dans la structure tertiaire de la protéine concernée.

• Acétylcystéine

Thiolates

Article détaillé : thiolate.

Les thiolates sont les bases conjuguées des thiols ou leurs sels (dans lesquels un métal ou un autre cation remplace l'hydrogène attaché au soufre).

Voir aussi

Articles connexes

• Biochimie
• Toxicologie
• Écotoxicologie
• Soufre

Liens externes

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Bibliographie

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Notes et références

• Jacques Angeneau, La chimie, dictionnaire encyclopédique
• Albert Lehninger, Biochemistry