Ptérine

Xi

La ptérine (du grec pteron, aile) est un composé hétérocyclique constitué d'un noyau de pyrazine fusionné avec un noyau de pyrimidine (une ptéridine donc), avec sur le carbone 4 de la pyrimidine, un groupe carbonyle, et sur le carbone 2 un groupe amine. Il existe plusieurs tautomères de la ptérine, comme montré ci-dessous. On appelle les ptérines les dérivés de la ptérine, c'est à dire les dérivés de la 2-amino-4-oxoptéridine, portant des groupes sur le noyau de pyrazine.

Les ptérines sont présentes dans de nombreuses biomolécules, notamment dans les pigments qui donnent leur couleurs aux insectes, comme la xanthoptérine; les ptérines furent d'ailleurs découvertes dans les pigments des ailes (pteron en grec, d'où leur nom) de papillon. Elles ont aussi un rôle important comme cofacteurs, comme la bioptérine ou l'acide folique (Vitamine B₉).

Les dérivés de ce dernier, les folates sont des ptérines « conjuguées » (conjugaison de type céto-énolique), portant en plus sur le carbone 6 du noyau ptéridine un groupe acide paraaminobenzoïque lui même lié à un groupe glutamate. Ce sont des composé essentiels dans un grand nombre de réaction biochimiques de transfert de groupe. On compte parmi ces réactions biosyntétiques folato-dépendantes le transfert de groupes méthyles à l'homocystine dans le cycle de la S-adénosyl méthionine, ou le trasfert de groupe formyle à la méthionine pour former la N-formylméthionine (fMet).

La ptérine se présente sous la forme de cristaux ou de poudre cristalline jaune à beige. Chauffé, elle se décompose sans fondre.

La ptérine possède deux pK_a, un premier à 2,20 le second à 7,86 (eau, 20 °C)..

La ptérine possède deux nombreuses formes tautomères, par la délocalisations des doubles liaisons dans les deux cycles, et sur les fonctions amine et cétone.

La tautomérie sur la fonction cétone permet la création d'un isomère plus ou moins stable, la 2-amino-4-hydroxyptéridine forme énol de la ptérine, à partir de laquelle sont formés les folates:

La biosynthèse des ptérines se fait à partir de la guanosine triphosphate (GTP), avec l'aide de l'enzyme GTP cyclohydrolase I que l'on trouve aussi bien chez procaryotes que chez les eucaryotes.

On peut réaliser la synthèse de la ptérine à partir de l'ester méthylique de la 2-carboxy-3-chloropyrazine et de l'hydrogénocarbonate de guanidinium.

Une autre synthèse part de la 2,4,5-triamino-6-hydroxypyrimidine réagissant avec l'éthanedial.

La ptérine existe dans la nature sous différentes formes, dépendantes de leur fonctions. La tétrahydrobioptérine, la principale ptéridine non conjuguée chez les vertébrés, est un cofacteur dans l'hydroxylation de composés aromatiques et la synthèse de l'oxyde nitrique. La molybdoptérine est une ptéridine substituée, qui se lient à du molybdène pour donner des cofacteurs d'oxydo-réductases impliqués dans les hydroxylations, la réduction des nitrates nitrate et l'oxydation respiratoire. La tétrahydrométhanoptérine est utilisée par les organismes méthanogéniques. La cyanoptérine est une version glycosylée de la ptéridine, dont la fonction est pour l'instant inconnue chez les cyanobactéries.