Essentielle pour les organismes vivants : Tous les organismes nécessitent de l'eau.
Systèmes chimiques en phase aqueuse : Les organismes fonctionnent comme des systèmes chimiques dans l'eau.
Structure de la Molécule d'Eau
Forme : Tétraédrique avec un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène.
Paires électroniques non-liantes : Présence de deux paires électroniques sur l'oxygène.
Polarisation des liaisons OH :
Charge partielle négative sur l'oxygène (Δ-).
Charge partielle positive sur chaque hydrogène (Δ+).
Dipôle Électrique et Liaisons Hydrogènes
Dipôle électrique : L'eau est un dipôle électrique, crucial pour les liaisons hydrogènes.
Liaison hydrogène :
Liaison électrostatique entre un hydrogène (Δ+) et un oxygène (Δ-).
Énergie faible (environ 20 kJ/mol), inférieure à celle d'une liaison covalente.
Propriétés de Solvatation de l'Eau
Excellente solvatation : Nature polaire de l'eau permet la solvatation des substances ionisables et polaires.
Substances ionisables : Sels (ex. : chlorure de sodium).
Substances polaires : Sucres, alcools, amines.
Hydrophiles vs Hydrophobes :
Les composés hydrophiles attirent l'eau.
Les composés hydrophobes n'interagissent pas avec l'eau et tendent à interagir entre eux (effet hydrophobe).
Rôle de l'Eau dans les Protéines
Protéines solubles :
Interactions fondamentales avec le réseau des molécules d'eau.
Fonction biologique dépendante de leur forme tridimensionnelle et de la couche d'hydratation.
Dynamique des protéines :
La fluidité de l'eau influence les mouvements des protéines solubles.
Propriétés des Molécules Hydrophobes et Amphiphiles
Molécules hydrophobes :
Exemples : groupements méthyl (CH3) qui ne forment pas de liaisons avec l'eau.
Perturbation du réseau de liaisons hydrogène de l'eau.
Effet hydrophobe :
Interaction entre molécules hydrophobes pour éviter l'eau (ex. : séparation de l'huile et de l'eau).
Composés amphiphiles :
Contiennent des groupements polaires et non polaires.
Exemples : acides gras et phospholipides (comme la phosphatidylcholine).
Rôle clé dans les membranes cellulaires.
Conclusion
L'eau est un solvant indispensable qui permet les interactions biologiques essentielles, notamment celles des protéines, et joue un rôle crucial dans la structure et la fonction des membranes cellulaires.