Les Glucides: Structure et Propriétés PDF

INTRODUCTION PLAN Partie I : Structure et propriétés des glucides Définition Les bi...

INTRODUCTION PLAN Partie I : Structure et propriétés des glucides Définition Les biomolécules Intérêts biologiques Classification Oses : structure et propriétés Osides : structure et propriétés Les glucides Les lipides Les Acides aminé/ Les acides Parie II : Métabolisme des glucides Protéines nucléiques La Glycolyse Le Cycle de Krebs La Néoglucogenèse La Voie des Pentoses Phosphates Le Métabolisme du galactose et du fructose Le Métabolisme du glycogène INTRODUCTION DEFINITION  Les glucides constituent, avec les lipides, les protéines ✓ Les glucides ou saccharides ou Hydrates de et les acides nucléiques, les 04 principales classes des carbones (diététiciens) sont les biomolécules les plus Biomolécules essentiels pour les êtres vivants. abondantes dans la matière vivante. ✓ Ce sont des molécules organiques, constituées d’une  La connaissance de la structure et des propriétés des chaine carbonée porteuse de : glucides est particulièrement essentielle à la - Plusieurs fonctions hydroxyles (OH) : Alcool compréhension de leur rôle ainsi à diagnostiquer et primaire ou secondaire traiter les maladies en relation avec les glucides telles - Une ou plusieurs fonctions carbonyles : Aldéhyde que le diabète sucré, la galactosémie, les intolérances (CHO) ou Cétone (C=O) au fructose etc... - Parfois d’autres atomes tel que : le phosphore (P), l’azote (N) ou le soufre (S).  Fonctionne Structural l Aldéhyde H O Fonction CH2OH ▪Soutien et protection ▪Impliqués dans les C Carbonyle des structures processus de biologiques (cellulose – reconnaissance C O Cétone chitine - GAG) H C OH cellulaire sous forme ▪Constituants des liées aux Protéines Fonction OH Acides nucléiques (ABO) ou Lipides HO C H secondaire HO C H H C OH H C OH RÔLES DES GLUCIDES Energétiqu Métaboliqu e e H C OH H C OH Intermédiaires Production d’énergie métaboliques (ATP) CH2OH Fonction OH CH2OH Transformés en Reserve énergétique primaire molécules d’intérêt (amidon - glycogène) D- Glucose D- Fructose biologique (AMPc, NAD…) CLASSIFICATION CLASSIFICATION ▪ Ose: Sucre simple de formule brute (CH2O)n, on distingue: Cétoses ou aldoses ▪ Osides: Combinaison de plusieurs molécules d’oses, on distingue: Les holosides : formés exclusivement d’oses liés par liaisons osidiques, ils peuvent être homogènes (le même ose) ou hétérogènes (oses différents), on les subdivise en : ◦ Oligosides : deux à dix molécules d’oses.  ◦ Polyosides : plus de dix molécules d’oses.  Les hétérosides : combinaison de plusieurs molécules d’oses avec une fraction non glucidique (aglycone).  I- Définition CLASSIFICATION II- Classification Glucides III- Structure linéaire Oses Osides Les oses = IV- Structure Monosaccharides cyclique Aldoses Cétoses Holosides Hétérosides V- Propriétés physicochimiqu es Polyosides IV- Oses Oligosides d’intérêt biologique I- Définition I- Définition ▪ Oses = Monosaccharides = Sucres simples ▪ Glucide non hydrolysable = Unité de base des Glucides ▪ Formule brute Cn(H2O)n ou CnH2nOn / n≥3 ▪ Un ose comporte une chaîne hydrocarbonée, de 3 à 7 atomes de carbone(rarement 8 C), une fonction carbonyle (Aldéhyde ou Cétone) et (n-1) fonctions hydroxyles.  II- Classification II- Classification On classe les oses selon critères suivants : ▪ Selon la nature de la fonction carbonylique :  la nature de la fonction carbonyle. Fonction Aldéhydique → Aldose  le nombre d’atomes de carbones. Fonction Cétonique → Cétose ▪ Selon le nombre de leurs atomes de carbones :. n=3 → Triose. n=4 → Tétrose. n=5 → Pentose. n=6 → Héxose. n=7 → Heptose II- Classification II- Classification ▪ La combinaison des deux critères permet de caractériser un ose. (C3) (C4) (C5) (C6) ▪ Exemples : Triose Tétrose Pentose Héxose 6 atomes de carbone 5 atomes de carbone Aldopentos 1 groupement 1 groupement Aldose Aldotriose Aldotétrose e Aldohéxose aldéhydique cétonique Cétopentos Cétose Cétotriose Cétotétrose e Cétohexose Aldohéxose Cétopentose  II- Classification II- Classification Numérotation Numérotation:  N° 1 → ALDOSE N° 2 → CETOSE ▪ D’une extrémité à une autre: de haut en bas de droite à gauche Le Carbone le plus oxydé : indice le plus faible Glucose Fructose III- Structure linéaire des Oses II- Classification III-1- Projection de FISHER  Les plus petits oses sont des oses à 3 atomes de carbone ou C’est une représentation plane des molécules tridimensionnelles. Trioses, il s'agit du glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone. en respectant les règles suivantes : O OH  La chaine carbonée est verticale et placée en arrière du plan. H C  L’atome de carbone le plus oxydé est placé en haut de la chaine H C H H C OH  Les substituants (-H et -OH) sont représentés de part et C O d’autre de la chaine,en avant du plan de projection H C H H C H OH OH Glycéraldéhyde Dihydroxyacétone  Glycéraldéhyde et Dihydroxyacétone sont des isomères de fonction III- Structure linéaire des Oses III-1- Projection de FISHER Formule complète et simplifiée Formule absolue III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-3- Filiation des oses III-1- Projection de FISHER Synthèse de KILIANI FISHER :  À partir du Glycéraldéhyde (D ou L), on peut augmenter le nombre d’atomes de carbone de la chaine( passer d’un ose à n atomes de C à un ose à n+1 atomes de C)  on passe du : 1 Triose → 2 Tétrose → 4 Pentose → 8 Hexose 3C 4C 5C 6C III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-3- Filiation des oses III-3- Filiation des oses Synthèse de KILIANI FISHER : Synthèse de KILIANI FISHER :  Action de l’acide cyanhydrique :l’addition se fait par l’extrimité portant la fonction aldehydique ou cetonique  Comme dans toutes les réactions d'addition, le carbone de l'aldéhyde initial devient un nouveau centre de chiralité et on aura l'apparition de deux produits d'addition épimères en proportions équimoléculaires.  Les deux cyanhydrines épimères sont ensuite isolées et soumises séparément à une hydrogénation catalytique. III- Structure linéaire des Oses III-3- Filiation des oses Synthèse de KILIANI FISHER : III- Structure linéaire des Oses III-4- Séries D et L  Dans le glycéraldéhyde, le C2 possède quatre substituants de natures différentes.  C’est un carbone asymétrique (C*)  Un centre chiral=aucune symétrie CHO H OH CH2OH  III- Structure linéaire des Oses III-4- Séries D et L Il existe donc 2 Stéréo-isomères de configuration : Enantiomères (image en miroir) Carbone asymétrique L – Glycéraldéhyde D – Glycéraldéhyde (OH à gauche) (OH à droite) III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-4- Séries D et L III-4- Séries D et L Pour déterminer la série d’un ose on se base sur la position du  Nombre d’isomères possibles : 2 C* OH porté par le carbone asymétrique Cn-1 (avant dernier carbone)configuration du OH sur C n-1). S’il est placé : - Aldoses: 2n-2 OH du Cn-1 à droite → Série D OH du Cn-1 à gauche → Série L - Cétoses: 2n-3 Enantiomères NB: La plupart des oses naturels (image en miroir, 5 5 non superposable) appartiennent à la série D  III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-4- Séries D et L III-4- Séries D et L Si les molécules ne sont pas image en miroir, et diffèrent que  Le Mannose est épimère du Glucose en C 2. par la configuration d’un seul C*, on parle d’ Épimères  Le Galactose est épimère du Glucose en C 4.  L’épimérisation se fait par voie chimique ou 2 2 enzymatique (épimérase).  L’absence d’épimérase empêche la transformation 4 4 du Galactose en Glucose et entraîne une des formes de la galactosémie congénitale chez le nouveau-né. D- Mannose D- Glucose D- Galactose ❖Interconverstion des oses Aldose cétose ( isomères de fonction)  Résumé sur l’isomérie On parle d'isomérie lorsque deux molécules possèdent la même formule brute mais diffèrent : - Soit par leur formule développée (isomérie de constitution). - Soit par leur représentation dans l’espace = isomérie de configuration (stéréo-isomérie).  Ces molécules, appelées isomères, peuvent avoir des propriétés physiques, chimiques et biologiques différentes.  III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-5- Activité optique III-5- Activité optique L’angle de déviation alpha est fonction de:  La présence des C* asymétriques confère à la molécule une activité optique dite pouvoir rotatoir. ✓ Longueur d’onde de la lumière monochromatique  Le pouvoir rotatoir = la capacité de dévier le plan utilisée (raie D du sodium =590 nm) de la lumière polarisée plane d’un angle α. ✓ La température (20°C°) ✓ La substance en solution III- Structure linéaire des Oses III- Structure linéaire des Oses III-5- Activité optique III-5- Activité optique  Le pouvoir rotatoire de la solution est  Si la lumière polarisée est dérivée vers la droite : la exprimé par la loi de BIOT : substance est dite dextrogyre et noté (+).  Si la déviation se fait vers la gauche : la substance est dite lévogyre et notée (-).  [ α ]20° = 0 α. 100⁄l. C  Les isomères optiques (énantiomères) : ont les mêmes propriétés chimiques et physiques, sauf leur  [ α ]20° : pouvoir rotatoire spécifique. 0 pouvoir rotatoire spécifiques qui sont égaux en valeur absolue mais de signes contraires.  Le mélange équimoléculaire des 2 isomères = mélange racémique : inactif sur la lumière polarisée.  IV- Structure Cyclique des Oses III- Structure linéaire des Oses IV-1- Objection à la structure linéaire III-5- Activité optique des oses  La forme linéaire n’explique pas certaines réactions ATTENTION : Ne pas confondre : chimiques des oses en solution.  série D avec dextrogyre, et  Exemple : Le glucose ne réagit pas avec le réactif de  série L avec lévogyre !!!!!!!! SCHIFF (non recoloration de la Fushine décolorée par le bisulfite!!!!), alors que c’est la réaction caractéristique de la fonction aldéhyde. L’appartenance à une série ne renseigne pas sur le sens du pouvoir rotatoir. Exemples:  D(+) Glucose = + 52,7 D(-) Fructose = - 92,2 IV- Structure Cyclique des Oses IV-1- Objection à la structure linéaire des oses  Le glucose ne donne pas avec les alcool un acétal, mais seulement un hémiacétal ➔ La fonction aldéhyde dans le glucose est engagée dans le pont oxydique par la cyclisation.  IV- Structure Cyclique des Oses IV-2- Représentation de la forme cyclique  En solution les oses sont essentiellement présents sous forme cyclique.  L’angle des liaisons C-C du squelette du sucre rapprochent la fonction -C=O des fonctions -OH de carbones 4 et 5.  La fonction -C=O réagit avec une fonction -OH pour former un hémiacétal.  On obtient donc un cycle à 6 côtés (Pyrane) ou à 5 côtés (Furane). 2. Représentation cyclique des oses: HAWORTTH Comment aller de chez Fisher à Haworth FISHER HAWORTH OH à droite Au dessous du plan horizontal OH à gauche Au dessus du plan horizontal - l’oxygène du pont oxydique: dans le plan vers. - Le groupement CH2OH :au dessus G - Les cycles les plus répandus dans la nature comportent : ❑ 5 atomes (4 carbones et 1 oxygène) = furanoses. ❑6 atomes (5 carbones et 1 oxygène) = pyranoses. Seuls les oses à 5 ou 6 carbones donnent des formes cycliques stables. Les tétroses existent en solution sous la forme ouverte.  IV- Structure Cyclique des Oses IV-3- Conséquence de la forme cyclique La cyclisation rend le carbone C1 asymétrique ce qui induit 2 nouvelles configurations de stéréoisomères : les anomères α et β. Le C1 est dit carbone anomérique. Si le groupement -OH anomérique et le groupement –CH2OH distal sont en position opposée ( de part et d’autre du cycle), l’anomère est dit alpha (α) ou (trans). β – D Glucopyranose Cétohexofurano se Si le groupement -OH anomérique et le groupement –CH2OH distal sont en position commune ( du même cote du cycle), l’anomère est dit béta (ß) ou (cis). IV- Structure Cyclique des Oses IV-3- Conséquence de la forme cyclique Le passage d’une forme anomérique à une autre se fait par ouverture du cycle sous forme hémiacétalique puis recyclisation; c’est le phénomène de Mutarotation. α-D-glucose (36%) ⇔ glucose linéaire ⇔ β-D-glucose (64%)  IV- Structure Cyclique des Oses IV- Structure Cyclique des Oses IV-3- Conséquence de la forme IV-4- Conformation spatiale des oses cyclique  La représentation cyclique telle qu’on la  La distinction entre anomères α et β est très importante en biochimie métabolique ; propose (représentation d’Haworth) n’est qu’une approximation;  l’homme possède les enzymes (α-Glucosidase) responsables de la dégradation des polyosides  En effet cycle osidique n’est pas plan; il prend résultant de l’association d’anomères α tels que une certaine conformation dans l’espace. l’amidon et le glycogène.  Le cycle pyrane existe sous deux  Mais il ne possède pas les enzymes (β- formes non planes interchangeables : Glucosidase), donc la cellulose (résultant de la condensation d’anomères β) n’est pas hydrolysable - forme chaise (plus stable ) par l’homme. - forme bateau IV- Structure Cyclique des Oses V- Propriétés des oses IV-4- Conformation spatiale des oses V-1- Propriétés physiques Propriétés Caractéristiques * Modification de l’indice de réfraction et du pouvoir rotatoire * Absorbent très peu dans le visible P. Optiques et UV * Possèdent un spectre IR caractéristique Les oses sont très solubles dans l’eau Solubilité (grâce aux groupements -OH) Pyranose Furanose Thermo Ce type d’isomérie est appelé isomères de conformation Caramélisation dégradables  V- Propriétés des oses V-2- Propriétés chimiques V-2- Propriétés chimiques 1- Stabilité chimique Au milieu acide et à chaud → Déshydratation interne → 2-Propriétés dues à la Cyclisation de la molécule → Dérivés furfural → méthode 1-Stabilité chimique présence du groupement de dosage (O. toluidine + hexose → coloration bleu vert ) carbonylique En milieu alcalin et à froid → soit une intercoversion ou Propriétés une épimerisation de l’ose chimiques 4-Propriétés dues à En milieu acide et à froid → oses restent stables. 3-Propriétés dues à la l’association de la fonction En milieu alcalin et à chaud → la dégradation totale des présence de la fonction alcool et la fonction oses. alcoolique carbonylique MILIEU ALCALIN / À FROID / épimerisation → Intercoversion  V-2- Propriétés chimiques Réduction 2- Propriétés dues au groupement carbonylique La réduction des oses donnent naissance à des Réduction Oxydation polyalcools Donne naissance à des CHO CH2OH Donne naissance à des acides polyalcool Oxydant doux → acide Elle peut se faire par : aldonique ► voie enzymatique Oxydant fort → acide (réversible) par des aldarique NaBH4 enzymes spécifiques : Fonction alcool primaire « réductases » → Acide uronique ► voie chimique Notion des sucres (irréversible) réducteurs CH2OH CH2OH D - Glucose D - Sorbitol Réduction Oxydation L’oxydation des oses donnent naissance à des Acides Les oses se réduisent en polyols par voie chimique ou enzymatique La fonction aldéhydique ou cétonique des oses est réduite Oxydants doux → Acides Aldoniques en alcool CHO COOH Glucose → Glucitol (ou Sorbitol) Galactose → Galactitol (ou Dulcitol) Mannose → Mannitol HNO3 dilué Le Fructose donne 2 polyols car la réduction du C= O entraîne la formation d'un *C asymétrique : CH2OH CH2OH Glucose Acide Gluconique NB : Cette oxydation est possible par voie enzymatique : Glucose oxydase (GOD) Glucose acide gluconique  Oxydation Oxydation Acide Glucuronique : GAG – Conjugaison hépatique (glucuronoconjugaison) NOTION DE SUCTRE REDUCTEUR NOTION DE SUCTRE REDUCTEUR  Un sucre est dit réducteur s’il est capable de  réduire ou être oxydé par des oxydants doux Cu2+ ou Fe3+ ; le carbone du carbonyle est oxydé en acide carboxylique et le Cu2+ est réduit en Cu+.  Cette propriété est à la base de la réaction de Fehling : Formation de précipité rouge CuO2.  L’extrémité réductrice d’un ose est celle qui contient un groupement carbonylique libre (-OH sur le carbone anomère libre).  V-2- Propriétés chimiques V-2- Propriétés chimiques 3- Propriétés dues au groupement 3- Propriétés dues au groupement hydroxyle hydroxyle a- Estérification a- Estérification Les fonctions alcool (-OH) primaires et secondaire peuvent  Esters phosphoriques +++ : Action de l’acide être estérifiées par les acides minéraux: orthophosphorique ( H3PO4) → formation des esters : Exemples : - Mono-phosphoriques , exp : Glucose-6-phosphate  Esters nitriques : vasodilatateurs utilisés en thérapeutique - Di-phosphoriques, exp : fructose-1,6-biphosphates cardiovasculaire. - Tri-phosphoriques, exp : ATP  Esters sulfuriques : rencontrés dans les glycosaminoglycannes (GAG) du tissu conjonctif.  Esters boriques : résultent de l’estérification de deux fonctions alcools voisines par une molécule H3BO3. Les oses sous forme d’esters boriques migrant plus facilement dans un champ électrique. V-2- Propriétés chimiques V-2- Propriétés chimiques 4- Propriétés dues à l’association de la fonction 4- Propriétés dues à l’association de la fonction carbonylique et des fonctions alcool carbonylique et des fonctions alcool a- Action des hydrazines substituées a- Action des hydrazines substituées  La phénylhydrazine et ses dérivés réagissent avec les oses  Les osazones sont des composés jaunes qui en proportion équimolaire pour donner une hydrazone. par leurs propriétés physiques (mode de  En présence d’un excès d’hydrazine et à chaud, on obtient cristallisation, point de fusion, pouvoir une osazone. reptatoire….) permettent l’identification de l’ose.  Deux aldoses épimères en C2 (Glucose, mannose) et leur cétose correspondante (fructose) donnent naissance à une même osazone; ce qui réduit l’intérêt de cette méthode qui a été longtemps utilisée. V-2- Propriétés chimiques 4- Propriétés dues à l’association de la fonction V-2- Propriétés chimiques carbonylique et des fonctions alcool 5- Réactions d’addition et de substitution a- Action des hydrazines substituées a- Action des Alcools et phénols  La fonction hémiacétilique d’un ose peut se condenser avec un groupement hydroxyle (OH) d’une autre molécule et conduit à l’obtention d’un oside (hétéroside ou holoside). V-2- Propriétés chimiques V-2- Propriétés chimiques 5- Réactions d’addition et de substitution 5- Réactions d’addition et de substitution b- Action des Amines b- Action des Amines  Condensation de certaines bases organiques avec le  Condensation du groupement carbonyle de l’ose avec C1 d’un ose par une liaison amideNH2: C—NNH2; la fonction amine d’une protéine pour donner une protéine glyquée.  Ex : Nucléosides : Adénine +N RiboseN → Adénosine. N  Exp : Hémoglobine glyquée (HbA1c) N N N N N H HO HO OH O O H H H H H H OH H H H OH H HbA1c  VI- Les oses d’intérêt biologique - Glycéraldéhyde* - Dihydroxyacétone* - Érythrose - Érythrulose - Ribose* - Ribulose - Xylose - Xylulose - Glucose* - Fructose* - Galactose* - Mannose* Glucose (D-Glucopyranose) Mannose (D-Mannopyranose) Le Glucose naturel (D (+) Glucose) est très répandu dans la Il est présent surtout dans les végétaux. nature. C'est un constituant des glycoprotéines C'est le principal carburant de l'organisme. chez l'homme. La glycémie est la concentration de Glucose à l'état libre dans Son pouvoir rotatoire est dextrogyre. le sang. Fructose (D-Fructofuranose) Galactose (D- On le trouve surtout dans les fruits Galactopyranose) Son pouvoir rotatoire est lévogyre d'où Il intervient dans la composition de : son nom de Lévulose. Lactose = D Gal + D Glc Il est présent dans le liquide spermatique Cérébrogalactosides du cerveau chez l'homme où il participe au Certains glycolipides et mouvement des spermatozoïdes. Son glycoprotéines pouvoir rotatoire est dextrogyre. Il est présent sous forme furanique dans le saccharose.  I- Définition Rubose (D-Ribofuranose) La forme furanique est la forme habituelle des pentoses II- Mode de liaison combinés dans les acides nucléiques (ARN). des oses Le ß-D- Ribofuranose est lié aux bases puriques et pyrimidiques par une liaison N-osidique (nucléosides, nucléotides). III- Classification Il intervient dans la structure des coenzymes : NAD, NADP, Les Osides = Sucres ATP. IV- les Holosides complexes IV-1- les Oligosides IV- les Holosides IV-2- les Polyosides V- les Hétérosides I- Définition des osides II- Mode de liaison des oses  Les osides sont des molécules qui  Deux oses sont unis entre eux par une liaison donnent par hydrolyse 2 ou plusieurs osidique (ou glycosidique) pour donner un molécules d’oses. diholoside.  Ils résultent de la condensation de 2 à  La liaison osidique se fait entre l’hydroxyle (- plusieurs molécules d’oses. OH) du groupement hémiacétalique du  Ces oses sont reliés entre eux par une carbone anomèrique du premier ose (C1 liaison osidique pour les aldoses, le C2 pour les cétoses) et le  Ces oses peuvent être identiques ou groupement hydroxylique d’un autre ose. différents. II- Mode de liaison des oses II- Mode de liaison des oses Diholoside réducteur : Il y a condensation d’une fonction hémiacétalique d’un ose avec une fonction alcoolique d’un second ose par une liaison osido-ose. Il reste donc dans le diholoside un -OH hémiacétalique libre Selon le mode de liaison des 2 oses, le diholoside est soit : OH hémiacétalique libre responsable Réducteur ou Non réducteur. du pouvoir réducteur de la molécule II- Mode de liaison des oses II- Mode de liaison des oses Diholoside non réducteur :  La liaison osidique est très stable en Il y a condensation de la fonction hémiacétalique de chaque ose milieu alcalin mais elle est facilement par une liaison osido-oside. Donc dans le diholoside -OH hémiacétalique est non libre rompue par hydrolyse acide ou enzymatique.  La liaison osidique peut être établie aussi entre l'hydroxyle du groupement hémiacétalique et le groupement (-NH2, -SH) d’une autre OH hémiacétalique condencé ( molécule. non libre) → sucre non réducteur  III- Classification des osides III- Classification des osides Osides Holosides Hétérosides Oligoside Polyholosides s Homogène Hétérogèn s es IV- Etude des holosides IV- Etude des holosides IV-1- les Oligosides IV-1- les Oligosides Définition Les principaux diholosides  Ils résultent de la condensation de 2 à 10 résidus glucidiques reliés entre eux par une  Maltose liaison osidique  Isomaltose diholosides  L’association de 2 oses donne un diholoside, réducteurs de 3 oses donne un triholoside, etc.  Lactose  Un oligoside est dit réducteur lorsqu’il possède un -OH anomèrique libre (non  Saccharose diholoside non engagé dans un liaison osidique). réducteur Les principaux diholosides réducteurs Les principaux diholosides réducteurs 1. Le Maltose (Glucose + Glucose) 1. Le Maltose (Glucose + Glucose)  Il est formé par l’union de 2 molécules de glucose unies en α (1-4)  C’est un oside réducteur.  C’est un produit d’hydrolyse obtenu lors de la digestion des polyosides (amidon et glycogène) par les amylases.  Il est hydrolysé en 2 molécules de glucose par une enzyme spécifique, la maltase. Les principaux diholosides réducteurs Les principaux diholosides réducteurs 2. Isomaltose (Glucose + Glucose) 3. Le Lactose (Galactose + Glucose)  Deux résidus glucose unis par une liaison α(1-6) glycosidique  Issue de la dégradation du glycogène et amidon  Les principaux diholosides réducteurs Le principal diholoside Non réducteur 3. Le Lactose (Galactose + Glucose) Le Saccharose (Glucose + Fructose)  C’est un diholoside réducteur constitué d’une molécule de Gal et d’une molécule de Glc  unies par une liaison β(1-4) osidique.  Il est présent dans le lait de tous les mammifères.  La βgalactosidase (lactase intestinale du nourrisson) hydrolyse le lactose pour donner : Glucose + Galactose. IV- Etude des holosides Le principal diholoside Non réducteur IV-2- Les polyosides Le Saccharose (Glucose + Fructose) Résultent de la condensation d’un grand nombre (>10) de résidus glucidiques.  C’est un diholoside non réducteur constitué d’une molécule de Glu et d’une molécule de Fru Polyosides Homogènes Polyosides Hétérogènes  Unies par une liaison α(1-2)β osidique.  C’est le sucre de table Constitués d’un seul Constitués de deux ou type d’ose. plusieurs types  Très répandu dans les végétaux (betrave) différents d’unités Ce sont soit des  Le saccharose est hydrolysable par voie polyosides de réserve monomériques. enzymatique avec une α glucosidase ou une β (amidon, glycogène) Exp : fructosidase Soit des polyosides de Glycosaminoglycane ; structure (cellulose) Agarose  Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Homogènes Homogènes 1- Amidon 1- Amidon  Forme de mise en réserve glucidique chez les végétaux.  Comporte deux types de polymères de glucose : - Amylose (20 %) : longue chaine non ramifiée d’unité D-Glucose liées par des liaisons α(1-4). - Amylopéctine (80%) : unités de D-Glucose unis par des liaisons α (1-4) linéaires ; ramifiée après chaque 24-30 résidus par des liaisons α(1-6). Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Homogènes Homogènes 2- Glycogène ❑ Forme de stockage du glucose dans les cellules animales ❑ Formé de sous unité glucose liés par des liaisons α(1-4) ; Ramifiée après chaque 8-12 résidus par des liaisons α(1-6). ❑ Structure arborescente plus compacte que l’amylopéctine. Glycogène  Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Homogènes Homogènes 3- Cellulose 3- Cellulose  Principal constituant structural des parois cellulaires végétales  Il est formé de l’union formé de l’union de 2 Glucoses unis en β(1-4) (cellobiose).  Il prend la forme de longues chaînes linéaires de 5 à 15000 unités.  Il est hydrolysé par une β glucosidase (cellulase) non présente dans le tube digestif chez l’homme. La cellulose n’est donc pas hydrolysée lors de la digestion chez l’homme. Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Hétérogènes Hétérogènes 1- Glycoaminoglycanes (GAG)  Glycoaminoglycanes (GAG) ou Muccopolysaccharides (MPS) sont des hétéropolysaccharides de longues chaines linéaires.  condensation d’unité disaccharidiques répétitives ; dont le 1er sucre est un osamines (glucosamine ou galactosamine) et le 2ème est un acide uronique (ex: acide glucuronique)  Unis par des liaisons liaisons β (1-3) dans le motif et β (1-4) entre les motifs.  L’un des deux sucres (ou les deux) est porteur des groupements sulfates → caractère anionique → molécules très hydrophiles. Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Hétérogènes Hétérogènes 1- GAG ou MPS Selon leur rôle biologique, on distingue : EXEMPLES DE GAG * Les GAG de structure :  Molécules étirées et rigides (grâce à la configuration β)  Poly anioniques et très hydrophiles  Composants de la matrice extracellulaire  Ex : acide hyaluronique, chondroitines sulfates, kératanes sulfate, dermatanes sulfates… * Les GAG de sécrétion :  Ex : héparine et dérivés (Anticoagulants)... Les principaux Polyosides Les principaux Polyosides Hétérogènes Hétérogènes Exemple de GAG : L’acide hyaluronique  C’est le plus simple des glycosaminoglycanes. 1- Les autres polyosides hétérogènes  Il est présent dans l’humeur vitrée et dans les  Les gommes : ce sont des Galactoarabane = articulations où il a un rôle de lubrifiant. galactose+ arabinose, qui ont une structure très  Il est constitué de motifs disaccharidique répété n fois : ramifiée, gonflent en présence d’eau, présent dans [Acideβ-D-Glucuronique + N-acétyl D-glucosamine]n = les sécrétions des plantes (gommiers). GlcNAc (β 1-4) GlcUA (β 1-3)  L'agar-agar ou gélose : polyoside de D et L- galactose irrégulièrement sulfaté, fourni par les algues rouges, Utilisée comme milieux de culture des bactéries.  V- Etude des Hétérosides V- Etude des Hétérosides V-1- Définition V-2- Classification ❑Les hétérosides résultent de la combinaison  L’aglycone peut être de nature lipidique, protéique d’une ou plusieurs molécules d’oses avec une ou une base azotée (acide nucléique). fraction non glucidique appelée: aglycone ou  En fonction de type de liaison sucre-aglycone, on génine. distingue: Les O-hétérosides : par condensation avec un ❑La liaison se fait le plus souvent au niveau de la groupement alcoolique ou phénolique (OH) fonction hémiacétal. Les S-hétérosides : par condensation avec un groupement thiol (SH) Les N-hétérosides : par condensation avec un groupement aminé (NH2) V- Etude des Hétérosides V- Etude des Hétérosides V-2- Classification V-2- Classification V- Etude des Hétérosides V- Etude des Hétérosides V-2- Classification V-3- Rôle biologique Les fractions glucidiques des hétérosides permettent :  La reconnaissance spécifique par d’autres protéines comme les lectines  L’interaction cellule-cellule : contact, transfert d’information,…  La protection des protéines contre les protéases  La spécificité des groupes sanguins (glycoprotéines des globules rouges) LES GLUCIDES : STRUCTURE et PROPRIÉTÉS