20

2.1 Les glucides - jc2h.pagesperso-orange.frjc2h.pagesperso-orange.fr/biochimie/(2)Glucides.pdf · 2.1.3 Identification et dosage des glucides 2.1.3.a Méthode physique Dosage du

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1

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

3

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

4

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

9

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

10

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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12

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.

13

D-GlucoseD-Glucose(forme linéaire)(forme linéaire)

Représentation de Fisher

Représentation de Haworth Représentation de Haworth

14

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%

16

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

17

2.1.1.c.1 Classification selon la fonction2.1.1.c.1 Classification selon la fonction

AldosesAldoses

CétosesCétoses

18

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)

19

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

20

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

23

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

24

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

25

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

26

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

27

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

28

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

30

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

33

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

40

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