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2 Structure et propriétés des biomolécules2 Structure et propriétés des biomolécules
2.1 Les glucides2.1 Les glucides
Biochimie BP1-BP2Biochimie BP1-BP2
2
Chez les végétauxChez les végétaux Produit de la Produit de la photosynthèsephotosynthèse
Chez les animauxChez les animaux Métabolisme Métabolisme énergétiqueénergétiqueSynthèse autres biomoléculesSynthèse autres biomolécules
Energie = Adénosine tri-phosphateEnergie = Adénosine tri-phosphate
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Formule généraleFormule générale Cm �H2O�n
Les Les glucidesglucides sont des dérivés sont des dérivés polyhydroxyléspolyhydroxylés
avec une fonction avec une fonction aldéhydealdéhyde
avec une fonction avec une fonction cétonecétone
OUOU
2.1.1 Les oses2.1.1 Les oses2.1.1.a Classification2.1.1.a Classification
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Oses (monosaccharides ou sucres simples)Oses (monosaccharides ou sucres simples)
Osides (condensation d'oses)Osides (condensation d'oses)
Selon le nombre de carbones seulSelon le nombre de carbones seul
Selon la fonction (ou fonction + nbre de carbones)Selon la fonction (ou fonction + nbre de carbones)
TriosesTrioses,, tétroses tétroses, , pentosespentoses, , hexoseshexoses
Aldoses : Aldoses : aldopentosesaldopentoses, , aldohexosesaldohexoses
Cétoses : Cétoses : cétopentosescétopentoses, , cétohexosescétohexoses
5
6
C6 H12 O6
C'est une poudre blanche, soluble dans l'eauC'est une poudre blanche, soluble dans l'eau
C'est un sucre C'est un sucre réducteurréducteur
2.1.1.b Le glucose : structure et propriétés2.1.1.b Le glucose : structure et propriétés
Possède un Possède un pouvoir rotatoirepouvoir rotatoire ii
7
Rotation optique à droite -> composé Rotation optique à droite -> composé dextrogyredextrogyre (d) ou (+) (d) ou (+)
Rotation optique à gauche -> composé Rotation optique à gauche -> composé lévogyrelévogyre (l) ou (-) (l) ou (-)
Possède un pouvoir rotatoire Possède un pouvoir rotatoire ii
8Le glucose naturel est le D-glucose
C6 H12 O6
C'est une poudre blanche, soluble dans l'eauC'est une poudre blanche, soluble dans l'eau
C'est un sucre réducteurC'est un sucre réducteur
Possède un pouvoir rotatoire Possède un pouvoir rotatoire ii
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Sa réactivité chimique est celle d'un aldéhydeSa réactivité chimique est celle d'un aldéhyde
L'oxydation douce donne un L'oxydation douce donne un acide acide
Pb : ne recolore pas la fuschine lors de la réaction de schiff Pb : ne recolore pas la fuschine lors de la réaction de schiff
La représentation linéaire de la molécule n'est pas La représentation linéaire de la molécule n'est pas satisfaisante satisfaisante
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Un aldéhyde réagit avec un alcool pour former un hémiacétalUn aldéhyde réagit avec un alcool pour former un hémiacétal
La fonction alcool en C5 réagit avec la fonction aldéhyde La fonction alcool en C5 réagit avec la fonction aldéhyde
Comment représenter la molécule ?Comment représenter la molécule ?
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D-GlucoseD-Glucose(forme linéaire)(forme linéaire)
Lors de la cyclisation, le carbone n°1, qui portait la fonctionLors de la cyclisation, le carbone n°1, qui portait la fonctionaldéhyde, devient asymétrique. ce carbone est appelé aldéhyde, devient asymétrique. ce carbone est appelé carbonecarboneanomériqueanomérique et les 2 énantiomères qui en résultent des et les 2 énantiomères qui en résultent desanomères.anomères.
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D-GlucoseD-Glucose(forme linéaire)(forme linéaire)
Représentation de Fisher
Représentation de Haworth Représentation de Haworth
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La La mutarotationmutarotation est l'évolution du pouvoir rotatoire est l'évolution du pouvoir rotatoire d�une solution d�une forme pure vers le pouvoird�une solution d�une forme pure vers le pouvoir rotatoire de lasolution du mélange + à � � rotatoire de lasolution du mélange + à � ��équilibre thermodynamique.�équilibre thermodynamique.
Quelle est la forme dominante en solution ?Quelle est la forme dominante en solution ?
15
37% 0,1% 63%
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2.1.1.c Autres principaux oses2.1.1.c Autres principaux oses
Deux Deux épimèresépimères sont des stéréoisomères qui ne diffèrent que par sont des stéréoisomères qui ne diffèrent que parla configuration d'un seul et unique carbone asymétriquela configuration d'un seul et unique carbone asymétrique
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2.1.1.c.1 Classification selon la fonction2.1.1.c.1 Classification selon la fonction
AldosesAldoses
CétosesCétoses
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2.1.1.c.2 Classification selon le nombre de carbones2.1.1.c.2 Classification selon le nombre de carbones
6C
5C
HexosesHexoses
PentosesPentoses
(Cétohexose)(Cétohexose) (Aldohexoses)(Aldohexoses)
(Aldopentose)(Aldopentose)
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2.1.2 Les osides2.1.2 Les osides
OCH2OH
HH
OH
H
OOH
H
H
OH
H
OCH2OH
HH
OH
H
OHOH
H
H
OH
OCH2OH
HH
OH
H
OOH
H
H
OH
OCH2OH
HH H
OHOH
H
H
OH
H2O
Les osides sont des polymères d'oses lié par une liaisonLes osides sont des polymères d'oses lié par une liaison osidique osidique
Elimination d'une molécule d'eauElimination d'une molécule d'eau (condensation) (condensation)
Liaison osidiqueLiaison osidique
Liaison osidiqueLiaison osidique = condensation de 2 oses avec élimination= condensation de 2 oses avec éliminationd'une molécule d'eaud'une molécule d'eau
2.1.2.a La liaison osidique2.1.2.a La liaison osidique
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2.1.2.b Classification des osides2.1.2.b Classification des osides
Oses (monosaccharides ou sucres simples)Oses (monosaccharides ou sucres simples)
Osides (condensation d'oses)Osides (condensation d'oses)
Holosides (condensation d'oses uniquement)Holosides (condensation d'oses uniquement)
Hétérosides (oses + substance non glucidique)Hétérosides (oses + substance non glucidique)
OligoholosidesOligoholosides ou ou oligosaccharides oligosaccharides (moins de 10 unités d'oses)(moins de 10 unités d'oses) diholosidesdiholosides, t, triholosidesriholosides
Polyholosides Polyholosides ou ou polysaccharidespolysaccharides (à partir de 10 unités) (à partir de 10 unités)
O-hétérosides : O-hétérosides : aglycone + ose lié par un atome d'oxygèneaglycone + ose lié par un atome d'oxygène
N-hétérosides : N-hétérosides : aglycone + ose lié par un atome d'azoteaglycone + ose lié par un atome d'azote
21
22
2.1.2.c Principaux diholosides2.1.2.c Principaux diholosides
Les Les diholosidesdiholosides ou ou disacharidesdisacharides ou ou diosidesdiosides sont des sucres composés de 2 molécules d'osessont des sucres composés de 2 molécules d'oses
Diholosides réducteurs
Diholosides non réducteurs
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Les diholosides réducteursLes diholosides réducteurs
Il y a condensation d'une fonction hémiacétalique Il y a condensation d'une fonction hémiacétalique d'un ose avec une fonction alcool d'un second osed'un ose avec une fonction alcool d'un second ose
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Les diholosides non réducteursLes diholosides non réducteurs
Il y a condensation de la fonction hémiacétalique Il y a condensation de la fonction hémiacétalique de chaque osede chaque ose
Le caractère réducteur disparaitLe caractère réducteur disparait
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2.1.2.d Principaux polyholosides2.1.2.d Principaux polyholosides
Substances de masse moléculaire très élevée
condensation d'un très grand nombre d'oses
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OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
OCH2OH
HH
HOH
H
H
OH
O
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
HOO O
......
Permet d�obtenir une paroi Permet d�obtenir une paroi cellulaire rigidecellulaire rigide
CelluloseCellulose
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réserve animale de glucose réserve animale de glucose
Dans les muscles squelettiques et le foieDans les muscles squelettiques et le foie
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OCH2
HH H
OH
H
H
OH
O O
OCH2OH
HH
OH
H
H
H OCH2OH
HH H
OH
H
H
OH
OO
O
OH
... ...
8 à 12e résidus
Branchement α (1 - 6)...
GlycogèneGlycogène
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réserve végétale de réserve végétale de glucoseglucose
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OHH H
OH
H
H
OH
O O
CH2OH
...
L�amylose: structure linéaire de glucose (10 à 30%)
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OCH2OH
HH
OH
H
H
OH
H
O
OCH2
HH H
OH
H
H
OH
O O
OCH2OH
HH
OH
H
H
H OCH2OH
HH H
OH
H
H
OH
OO
O
OH
... ...
24 à 30e résidus
Branchement α (1 - 6)...
L�amylopectine: structure ramifiée de glucose 60 à 90%)
AmidonAmidon
AmidonAmidon = amylose + amylopectine = amylose + amylopectine
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Mucilage (polymère) d'Mucilage (polymère) d'acide mannuroniqueacide mannuronique
et et glucuroniqueglucuronique
Les Les acides uroniquesacides uroniques sont obtenus par oxydation sont obtenus par oxydationen C6 d'hexosesen C6 d'hexoses
Agar-agarAgar-agar
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Liant et gélifiant (E406)Liant et gélifiant (E406)
Gélose (microbiologie)Gélose (microbiologie)
GracilariaGracilaria
Thérapeutique = traitement contre la constipationThérapeutique = traitement contre la constipation
Agar-agar (suite)Agar-agar (suite)
31
Polymère d'Polymère d'acide mannuroniqueacide mannuronique
LaminariaLaminariadigitatadigitata
Liant et gélifiant (E400 à 405)Liant et gélifiant (E400 à 405)
propriétés hémostatiques (coalgan)propriétés hémostatiques (coalgan)
http://biochim-agro.univ-lille1.fr/polysaccharides/co/Contenu_1_1_3.html
AlginatesAlginates
32
Polymère de galactosePolymère de galactose sulfaté (galactane) sulfaté (galactane)
Chondrus crispusChondrus crispus
http://biochim-agro.univ-lille1.fr/polysaccharides/co/Contenu_1_1_3.html
Epaississant (E407)Epaississant (E407)
Thérapeutique = traitement contre la constipationThérapeutique = traitement contre la constipation
CarraghénatesCarraghénates
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Polymère d'acide galacturoniquePolymère d'acide galacturonique
Les Les acides uroniquesacides uroniques sont obtenus par oxydation sont obtenus par oxydationen C6 d'hexosesen C6 d'hexoses
Se trouvent dans les pommes et les agrumesSe trouvent dans les pommes et les agrumes
PectinesPectines
34
Ils résultent de la condensation d'oses et de substances non
glucidiques (aglycone)
2.1.2.e Hétérosides2.1.2.e Hétérosides
35
O-HétérosidesO-Hétérosides
36
Acide hyaluroniqueAcide hyaluronique
Protège les articulationsProtège les articulations
Présent dans la matrice extra-cellulaire et le tissu conjonctifPrésent dans la matrice extra-cellulaire et le tissu conjonctif
GlycoproteinesGlycoproteinesLiaison osidique entre le C1 de l'ose et -OH d'une sérine/thréonineLiaison osidique entre le C1 de l'ose et -OH d'une sérine/thréonine
La glycosylation des proteines contribue à leur adressageLa glycosylation des proteines contribue à leur adressage
La glycosylation des proteines permet leur solubilisationLa glycosylation des proteines permet leur solubilisationet leur stabilisationet leur stabilisation
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GlycoproteinesGlycoproteines
Liaison osidique entre le C1 de l'ose et -NH2 d'une asparagineLiaison osidique entre le C1 de l'ose et -NH2 d'une asparagine
N-HétérosidesN-Hétérosides
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PolarimétriePolarimétrie : technique de chimie analytique : technique de chimie analytique qui permet le dosage de la teneur d'une solution qui permet le dosage de la teneur d'une solution
en substances optiquement actives.en substances optiquement actives.
Le glucose a un pouvoir rotatoireLe glucose a un pouvoir rotatoire
Le pouvoir rotatoire est proportionnel à la concentrationLe pouvoir rotatoire est proportionnel à la concentration
Loi de biotLoi de biot a= a(s) . C . l a= a(s) . C . l a=pouvoir rotatoire mesuréa=pouvoir rotatoire mesuréa(s) = pouvoir rotatoire spécifiquea(s) = pouvoir rotatoire spécifiqueC = concentrationC = concentrationl = largeur de la cuvel = largeur de la cuve
Mesure instantanée de la glycémie par les diabétiques
2.1.3 Identification et dosage des glucides2.1.3 Identification et dosage des glucides2.1.3.a Méthode physique2.1.3.a Méthode physique
Dosage du glucose par polarimétrieDosage du glucose par polarimétrie
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Dosage enzymatiqueDosage enzymatique
Par glucose oxydase extraite d'Par glucose oxydase extraite d'Aspergillus nigerAspergillus niger
C'est l'eau oxygéné qui est dosée par polarimétrieC'est l'eau oxygéné qui est dosée par polarimétrie
2.1.3.b Méthodes chimiques2.1.3.b Méthodes chimiques
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Méthode de BertrandMéthode de Bertrand
Le glucose est un glucide réducteurLe glucose est un glucide réducteur
Il réduit les ions métalliquesIl réduit les ions métalliques
Liqueur de fehling = complexe d'ion cuivrique= complexe d'ion cuivrique de couleur bleuede couleur bleue
L'oxyde cuivreux formé (rouge) est dosé parL'oxyde cuivreux formé (rouge) est dosé pardu permanganatedu permanganate