Cours Carbohydrates (Biochimie générales) PDF

UMBB-FS Biochimie générales 1D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Sommaire 1. Définition – Rôle…………………………………………………………………...…………… 2. Sources des glucides…………………………………………………………………..……...

UMBB-FS Biochimie générales 1D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Sommaire 1. Définition – Rôle…………………………………………………………………...…………… 2. Sources des glucides…………………………………………………………………..………… 3. Classification…………………………………………………………………….……………… 4. Structure des oses………………………………………………….…………………………… 4.1. Structure linéaire………………………………………..…………………………………… 4.1.1. Nomenclature……………………………………………………………………………… 4.1.2. Chiralité - Stéréoisomérie………………………………………………………………… 4.1.3. Séries D & L des oses (Projection de FISCHER) ……………………………….……… 4.2. Structure cyclique………………………………………………………………...………… 4.2.1. Hémiacétal et mutarotation………………………………………………………...…… 4.2.2. Mécanisme de cyclisation et représentation de HAWORTH……………….………… 4.2.3. Conformation spatiale…………………………………………………………………… 4.2.4. Conséquence de la mutarotation……………………………………………...………… 5. Propriétés physique…………………………………………………………………………… 5.1. Solubilité………………………………………………………………………..…………… 5.2. Pouvoir Sucrant……………………………………………………………..……………… 5.3. Pouvoir Rotatoire……………………………………………………………...…………… 5.4. Caractéristiques spectrales………………………………………………………………… 6. Propriétés chimiques……………………………………………………………..…………… 6.1. Propriétés liées au groupement réducteur………………………………...……………… 6.1.1. Oxydation………………………………………………………………………………… 6.1.2. Réduction…………………………………………………………………….…………… 6.1.3. Action de la Phénylhydrazine…………………………………………………………… 6.1.4. Réactions de condensation…………………………………………….………………… 6.2. Propriétés liées aux fonctions alcooliques………………………………………………… 6.2.1. Les complexes avec le bore……………………………………………………………… 6.2.2. Méthylation…………………………………………………………….………………… 6.2.3. Formation des esters et éthers…………………………………...……………………… 6.2.4. Dérivation azotés : osamines……………………………………..……………………… 6.3. Autres propriétés…………………………………………………………………………… 6.3.1. Action acides forts concentrés…………………………………...……………………… 6.3.2. Action des bases diluées………………………………………………….……………… 7. Etude de quelques oses et dérives…………………………………………..………………… 7.1. Monosaccharides (Oses) …………………………………………………………………… 7.1.1. Le glucose: (aldohexose - pyranose) …………………………………………….……… 7.1.2. L'arabinose: (aldopentose - pyranose) ………………………………………….……… 7.1.3. Le fructose: (cétohexose - furanose) …………………………………………….……… 7.1.4. Le galactose et le mannose: (aldohexose - pyranose) ………………………..………… 7.2. Osamines (sucres aminés)……………………………………………………..…………… 7.3. Les acides sialiques……………………………………………………………….………… 7.4. Les acides muramiques………………………………………………………..…………… 7.5. Les sucres phosphate………………………………………………………..……………… 8. Etude de quelques osides et dérivés…………………………………………..……………… 8.1. Définition-liaison osidique……………………………………………….………………… 8.2. Détermination de la structure d'oside…………………………………..………………… 8.3. Les Oligosaccharides (Oligoholosides) …………………………….……………………… 8.3.1. Quelques disaccharides (diholosides) très importants………………………………… a. Le maltose…………………………………………………………………………….……… b. Le lactose……………………………………………………………………………..……… c. Le saccharose (sucrose)……………………………………………………………...……… 2D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales d. Le cellobiose……………………………………………………………………………….… e. Le tréhalose……………………………………………………………………………..…… 8.3.2. Trisaccharides (Triholosides) : le gentianose et le raffinose………………………...… 8.4. Les Polysaccharides (Polyholosides) ……………………………………………………… 8.4.1. Les Homopolysaccharides (Homopolyosides ou Homoglycane) ……………………… a. L'amidon…………………………………………………………………………………...… b. Le glycogène………………………………………………………………………….……… c. L’inuline……………………………………………………………………………………… d. Les dextranes………………………………………………………………..……….……… e. La cellulose……………………………………………………………………..…….……… f. La chitine………………………………………………………………………..…….……… 8.4.2. Les Hétéropolysaccharides (Hétéropolyosides) …………………………..…………… a. Les glycoprotéines…………………………………………………………………………… b. Les protéoglycannes………………………………………………………………………… c. Les peptidoglycannes……………………………………………...………………………… d. Les lectines……………………………………………………….…..……………………… 9. Méthodes d’études des glucides…………………………………….………………………… Emil Fischer 1852-1919 3D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Grâce à la photosynthèse les plantes transforment le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère en glucides. Les animaux consomment des plantes et utilisent les glucides, en particulière l’amidon, comme source d’énergie qu’ils emmagasinent pour certains fonction sous forme de glycogène. 1. Définition - Rôle Les glucides viennent du mot grec glukus, ce qui veut dire "doux". Le terme le plus large et le plus exact c’est "Carbohydrates" vue qu’une importante partie de ce groupe n’ont pas le gout sucré et que la majorité de ces composés suit la formule brute Cn(H2O)n. Les oses ont été définis comme des molécules organiques caractérisées par la présence de chaînons carbonés porteurs de groupements hydroxyle, et de fonction aldéhydes ou cétoniques, et éventuellement de fonction carboxyle ou amine. Ce sont des composés hydrosolubles et réducteurs. Les glucides sont présents partout dans la biosphère et représentent en poids la classe prépondérante parmi les molécules organiques. La plus grande part des glucides amassés provient de la photosynthèse, processus qui incorporelle CO2 dans les glucides. Les glucides jouent plusieurs rôles capitaux dans les cellules :  ils servent de réserve énergétique sous forme polymérisée (amidon, glycogène). l'amidon est la forme principale d'accumulation de l'énergie photosynthétique dans la biosphère ;  ils jouent un rôle d'élément de structure de la cellule : les mucopolysaccharides chez les animaux supérieurs, la cellulose chez les végétaux, la chitine chez les mollusques etc. ;  ils interviennent comme éléments de reconnaissance et de communication entre cellules : les polyosides des groupes sanguins, les polyosides antigéniques des bactéries ;  enfin, ils font partie intégrante de la structure de nombreuses macromolécules biologiques fondamentales telles que les glycoprotéines, les acides nucléiques (ribose et désoxyribose), les coenzymes et les antibiotiques. 2. Sources des glucides Plusieurs aliments entre dans la catégorie des glucides. Ce sont non seulement les sucreries et autres friandises, mais aussi, par exemple, les pommes de terre, les carottes, les cannes à sucre, les betteraves, les fruits et légumes, la farine, les pâtes alimentaires, les légumineuses, etc. En fait, tout ce qui est d'origine végétale contient des glucides, en plus ou moins grande quantité. Certains aliments d'origine animale contiennent un peu de glucides ; c'est le cas notamment du lait, du foie, des crevettes et autres fruits de mer. 3. Classification On subdivise les glucides selon leur degré de polymérisation :  Les glucides constituent un ensemble de substances dont les unités de base sont les sucres simples appelés oses ou monosaccharides ;  les oligosaccharides sont des polymères de 2 à 10 résidus d'oses, les plus communs étant les disaccharides ;  les polysaccharides sont composés de plus de 10 unités ;  enfin, les glucides sous forme polymérisée sont appelés des osides. Ils peuvent être composés : 1. seulement d'oses et s'appellent des holosides ou homosaccharides ; 2. ou d'oses et d'une partie non glucidique (ou aglycone) et s'appellent des hétérosides ou hétérosaccharides. 4D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Classification des Glucides 4. Structure des oses 4.1. Structure linéaire 4.1.1. Nomenclature  ce sont des composés de formule brute Cn(H20)n, d'où l'ancienne appellation d'hydrates de carbone.  ils sont caractérisés par la présence dans la même molécule d'une fonction réductrice ALDEHYDE ou CETONE et d'au moins une fonction ALCOOL.  les oses qui possèdent une fonction aldéhydique (-CHO) sont appelés des ALDOSES et ceux qui possèdent une fonction cétonique (>C=O) sont appelés des CÉTOSES. Ex. le glyceraldéhyde CH2OH-CHOH-CHO est un aldotriose. le dihydroxyacétone CH2OH-C=O-CH2OH est un cétotriose. Nomenclature générale des aldoses et cétoses selon le nombre d’atome de carbone. Nom générique Nb C Oses Aldoses Cétoses 3 triose aldotrioses cétotrioses 4 tétroses aldotétroses cétotétroses 5 pentoses aldopentoses cétopentoses 6 hexoses aldohexoses cétohexoses 7 heptoses aldoheptoses cétoheptoses  la numérotation des atomes de carbone des aldoses attribue le numéro 1 à celui qui porte la fonction aldéhydique. Dans le cas des cétoses, le carbone qui porte la fonction cétonique porte le numéro 2. Les premiers oses qui ont un rôle sont des oses en C3 ou triose, il s'agit du glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone. Il faut noter que sous leur forme phosphorylée ces deux composés correspondent 5D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales à une étape importante de la voie de la glycolyse, puisqu'il s'agit du passage d'un sucre en C6 (le glucose 1, 6 diphosphate) à 2 sucres en C3. 4.1.2. Chiralité - Stéréoisomérie Tout objet qui ne peut pas être superposé à son image dans un miroir est un objet chiral. Cette définition s’applique aux molécules. La molécule de glycéraldéhyde possède un carbone (C2) dont les quatre substituants sont des groupes différents, il s'agit donc d'un carbone asymétrique ou chiral ; il est souvent noté C*. Le glycéraldéhyde peut donc exister sous deux formes différentes non superposables (image l'une de l'autre dans un miroir) qui correspondent à des configurations opposées autour du carbone chiral : les 2 composés sont des stéréoisomères appelées énantiomères (Fig I-1). Les propriétés chimiques et physiques des énantiomères sont en générale identiques à l’exception d’une propriété physique : le pouvoir rotatoire et les réactions où la chiralité entre en jeu, ce qui est le cas dans les mécanismes biologiques (réactions enzymatiques). En 1906, Emil FISCHER et ROSANOFF ont choisi le glycéraldéhyde comme composé de référence pour l'étude de la configuration des sucres. Emil Fischer a choisi arbitrairement le symbole D pour l'énantiomère dextrogyre, c'est-à-dire le composé qui dévie le plan de la lumière polarisée vers la droite ou plus exactement dans le sens des aiguilles d'une montre. Ce n'est qu'en 1954 que BIJVOET a montré par des études cristallographiques que le choix arbitraire de Fischer correspondait bien à la configuration absolue des oses. Tous les oses dérivant du glycéraldéhyde dextrogyre ont été dits appartenir à la série D et tous ceux provenant du glycéraldéhyde lévogyre ont été dits appartenir à la série L. 4.1.3. Séries D & L des oses (Projection de FISCHER) Tous les aldoses peuvent être synthétisés à partir du glycéraldéhyde. Dans la projection de FISCHER, tous les oses dont l'hydroxyle porté par l'avant dernier carbone est à droite sont de la série D. Par ailleurs, dans cette projection, par convention, les liaisons représentées horizontalement pointent en avant du plan et les liaisons représentées verticalement pointent en arrière du plan (Fig I-1). Quand on passe d'un ose à l'ose supérieur, un groupe H-C-OH chiral est ajouté entre le carbone terminal qui porte la fonction alcool primaire et le carbone carbonyle adjacent. A chaque addition, il existe 2 possibilités :  pour un aldose à n carbones, il existe donc 2n-2 stéréoisomères ;  dans le cas des cétoses, que l'on peut rattacher à la dihydroxyacétone qui ne possède pas de carbone chiral, on obtient 2n-3 stéréoisomères. miroir * * Formule perspective * * Formule projective Fig I-1 : Structure linéaire (énantiomères) On peut citer l'exemple du glucose : C'est un aldohexose de formule globale C6H12O6. Selon Fischer il est de la série D. C'est un sucre naturel composant le sucre des fruits, du miel etc. 6D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Il existe 4 carbones asymétriques, donc 16 stéréoisomères du glucose (8 de la série D et 8 de la série L). Seuls deux d'entre eux sont des composés naturels le (D)-galactose et le (D)- mannose. Les autres isomères D et leur énantiomère L ont tous été synthétisés. Les sucres naturels sont en grande majorité de la série D. On appelle diastéréoisomères, des stéréoisomères non énantiomériques, c'est-à-dire qui ont plusieurs carbones chiraux de configuration différentes (Fig I-2). Fig I-2 : Diastéréoisomères On appelle épimères des stéréoisomères qui ne diffèrent par la configuration que d'un seul carbone chiral : exemple : le D-mannose et le D-galactose sont des épimères du D-glucose mais ne le sont pas entre eux. Tous les sucres seront préfixés par les lettres D ou L en référence pour les aldoses à la configuration du glycéraldéhyde et pour les cétoses à la configuration du cétotétroses. Ce préfixe sera suivi de la nature du pouvoir rotatoire de la molécule (-) ou (+) (Fig I-3 et I-4). a) Projection de Fischer détaillée 7D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales b) Projection de Fischer simplifiée Fig I-3 : Filiation des D-aldoses (projection de Fischer) a) Projection de Fischer détaillée b) Projection de Fischer simplifiée Fig I-4 : Filiation des D-cétoses (projection de Fischer) 8D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Remarque - Les abréviations D et L ne font en aucun cas référence à la nature du pouvoir rotatoire. - Un mélange équimolaire de deux énantiomères s'appelle un mélange racémique. Ce mélange ne présente pas d'activité optique par annulation des deux pouvoirs rotatoires spécifiques. 4.2. Structure cyclique 4.2.1. Hémiacétal et mutarotation La structure linéaire ou structure à chaîne ouverte des oses ne rend pas compte de toutes leurs propriétés dès que le nombre des atomes est supérieur à 4. En premier lieu les propriétés réductrices qui ne sont pas tout à fait celles des aldéhydes et des cétones :  par exemple si on traite du glucose avec du méthanol, on ne fixe pas 2 molécules d'alcool pour former un acétal comme avec un aldéhyde, mais on ne fixe qu'une seule molécule de méthanol pour former un hémiacétal ;  c'est un premier indice que la fonction aldéhydique des oses n'est pas aussi réductrice que les aldéhydes vrais. En second lieu, selon le mode de solubilisation du glucose on obtient 2 solutions appelées respectivement a et β-glucose :  ces deux solutions dévient la lumière polarisée mais se distinguent par leur pouvoir rotatoire spécifique []20D mesuré sur des solutions fraîches ;  cependant, si on laisse vieillir ces solutions, leur pouvoir rotatoire évolue pour se stabiliser à une valeur identique de + 52.5°.Ce phénomène a été appelé mutarotation par Lowry (1889) ;  les aldohexoses ne recolorent pas la fuchsine décolorée par une structure linéaire aldéhydique.  si l’on fait agir sur un hexose un agent méthylant puissant, on constate qu’il ne peut se fixer que quatre méthyles sur les alcools, un des alcools, en 4 ou en 5, n’étant pas méthylé. 4.2.2. Mécanisme de cyclisation et représentation de HAWORTH  le phénomène de mutarotation implique l'existence d'un carbone asymétrique supplémentaire.  par ailleurs, la formation d'hémiacétal (Fig I-5) implique que la fonction réductrice a déjà établit une liaison avec un alcool (réaction intramoléculaire). Fig I-5 : Formation d'hémiacétal L'addition réversible d'un alcool sur un aldéhyde (ou une cétone) produit un hémiacétal C'est en 1884 que TOLLENS a fourni l'explication par la structure CYCLIQUE des oses :  les angles de valence du carbone tétrahédrique de 109.3° permettent en effet au squelette carboné de se cycliser ;  la réaction se produit entre le groupement aldéhydique et le groupement alcoolique le plus proche spatialement, celui porté par le carbone 5 ;  on obtient un cycle à 6 sommets, 5 carbones et 1 oxygène. Un cycle à 7 sommets subirait trop de tension ;  seuls les cycles à 5 et 6 sommets ont une importance chez les oses naturels. Tout d'abord, il y a plusieurs conventions dans la représentation cyclique que l'on appelle représentation de HAWORTH : 9D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales  on considère que toute la chaîne des carbones est dans un même plan, la ligne épaisse représente la partie du cycle orientée vers l'observateur ;  de plus, les hydroxyles situés à droite dans la projection de Fischer sont dirigés vers le bas dans le cycle et ceux situés à gauche sont dirigés vers le haut. Le mécanisme est le suivant (Fig I-6) : Fig I-6 : Passage de la forme linéaire à la forme cyclique (Cyclisation des oses) La cyclisation d'un ose correspond à la formation d'un hémiacétal cyclique entre un alcool et l'aldéhyde d'une même molécule. A partir de 5 carbones, l'équilibre est fortement en faveur du cycle  du fait de ces conventions, l'hydroxyle porté par le carbone 5 se retrouve en dessous du cycle ;  il s'effectue une rotation de 90° autour de la liaison entre le carbone 4 et le carbone 5 de telle sorte que l'hydroxyle du carbone 5 se rapproche du groupement aldéhydique du carbone 1 ;  de ce fait, le carbone 6 subit une rotation équivalente et se retrouve au-dessus du cycle ;  à partir de ce moment l'un des doublets libres de l'atome d'oxygène peut réagir d'un côté ou l'autre de l'atome de carbone et l'on obtient l'-D-glucopyranose si l'hydroxyle porté par le carbone 1 est en dessous (vers le bas) du cycle ou le -D-glucopyranose dans le cas contraire (vers le haut) (Fig I-7). Fig I-7 : Glucopyranose et Glucofuranose On obtient donc un nouveau carbone asymétrique et les deux isomères ne diffèrent que par la position d'un groupement sont appelés anomères. Le carbone n°1 dont la configuration est différente entre ces deux formes est dit "carbone anomérique". Le groupement hydroxyle porté par le carbone 4 peut également réagir et on obtient un cycle à 5 sommets ou cycle furanose. Le nom de pyranose (pyrane) et dans le cas des cycles à 5 sommets, le nom de furanose (furane), ont été adoptés par analogie avec les hydrocarbures à 6 et 5 cycles respectivement. 10D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales 4.2.3. Conformation spatiale (Fig I-8) Les études de la stabilité conformationnelle du cyclohexane ont montré que les arrangements spatiaux qui ne subissent pas de contraintes stériques sont la conformation dite en chaise et d'autres, quelques peut moins stables, dont la principale est la conformation dite bateau. La position des substituants hydrogène peut être soit dans un axe perpendiculaire au plan défini par les 6 liaisons carbone-carbone, ce sont des substituants dits axiaux, soit au contraire dirigés vers l'extérieur de ce cycle et ils sont dits équatoriaux. Dans le cas du glucopyranose, c'est essentiellement la forme chaise qui existe (Fig I-9). Les cycle furaniques ne sont pas planaires : la forme la plus probable est une forme à 4 atomes coplanaires et le 5ième en dehors donnant à la conformation une forme d’enveloppe (Fig I-10). Fig I-8 : Cyclisation et conformation spatiale Fig I-9 : Conformation spatiale (chaise et bateau) Fig I-10 : Conformation spatiale (enveloppe) 4.2.4. Conséquence de la mutarotation (Fig I-11) L'équilibre est fortement déplacé vers les formes cycliques, dans le cas du glucose essentiellement pyranose ce qui n'est pas le cas pour tous les sucres. A l'état cristallisé à partir de solutions concentrées, la presque totalité du D-glucose est sous la forme α-pyranose, qui a un pouvoir rotatoire spécifique de [α]25D = + 113°. Mis en solution dans l'eau cette valeur diminue jusqu'à 52,7° car il s'établit alors l'équilibre tautomère avec la forme β qui a un pouvoir rotatoire spécifique beaucoup plus faible de 18,7°. L'équilibre global a été mesuré dans l'eau à 25°C il donne : 36,4% de forme α 0.003% de forme ouverte 63,6% de forme β Cette variation du pouvoir rotatoire en solution du glucose mis en solution s'appelle mutarotation c'est une propriété générale de tous les monosaccharides à partir de C5. 11D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales β-D-glucose α -D-glucose Fig I-11 : Phénomène de mutarotation (Lowry, 1889) 5. Propriétés physique 5.1. Solubilité En raison des nombreux groupes hydroxyle et de la fonction hémiacétal (ou hémicétal) et de leur petite taille, les oses sont extrêmement solubles dans l’eau, jusqu’à donner des sirops visqueux. Ces groupes polaires forment de nombreuses liaisons hydrogène avec les molécules d’eau ou avec d’autres molécules comme les protéines. 5.2. Pouvoir Sucrant La caractéristique principale des glucides est le goût sucré, plaisant, qui peut conduire à une consommation excessive. Le pouvoir sucrant se définit à partir d'une solution à 30 g/L de saccharose qui est la référence égale à 1 (20°C). Un édulcorant artificiel se définit comme possédant un pouvoir sucrant supérieur à celui du saccharose sans en avoir les qualités nutritives. Le tableau au-dessous regroupe quelques pouvoirs sucrants (glucides et édulcorants) Pouvoir sucrant de quelques glucides et édulcorant. Sucres Pouvoir sucrant relatif Lactose 0.30 Fructo-oligosaccharides 0.30 - 0.60 Glucose 0.70 maltose 0.3 - 0.5 Miel 1.00 galactose 0.35 Fructose 0.80 - 1.30 Saccharose (référence) 1.00 Edulcorants massiques (polyols) Pouvoir sucrant relatif Lactitol 0.40 Isomalt 0.45 - 0.50 Mannitol 0.50 - 0.60 Sorbitol 0.50 - 0.70 Maltitol / Sirop de maltitol 0.80 - 0.90 Xylitol 0.80 - 1.00 Edulcorants intenses Pouvoir sucrant relatif Cyclamate 30 (25 - 40) Acésulfame 100 (100 - 200) Aspartame 130 (110 - 180) Néohespéridine dihydrochalcone 200 - 300 Saccharine et ses sels 330 (300 - 500) Thaumatine 2000 - 2500 12D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Remarque : La perception du goût sucré est quelque chose de subjectif. Elle varie d'une personne à l'autre. 5.3. Pouvoir Rotatoire Les solutions aqueuses d’un ose naturel étant constituées d’un seul énantiomère sont optiquement actives. On dit que le glycéraldéhyde possède un pouvoir rotatoire, car il provoque une rotation de la lumière polarisée. Les composés possédant un ou plusieurs carbones asymétriques sont actifs sur la lumière polarisée (sauf s’ils possèdent un plan de symétrie).  Les 2 formes du D-Glucose font tourner la plan de polarisation de la lumière vers la droite (dextrogyre) anomère α : +112,2° et anomère β : +17,5°. On notera D-(+)-Glucose. Son énantiomère le L-Glucose est donc lévogyre est le ferait tourner d’un même angle vers la gauche. On note L-(-)-Glucose.  Le D-Fructose fait tourner le plan de polarisation vers la gauche [D-(-)-Fructose] d’où son nom de Lévulose. Rappel : Le pouvoir rotatoire spécifique []20D est mesuré avec un appareil qui s'appelle un polarimètre (Fig I-12). On le définit en précisant la température, la longueur d'onde à laquelle est effectuée la mesure (il s'agit en général de la raie D du sodium 589 nm). Par ailleurs, la concentration est exprimée en g/ml et la longueur du tube du polarimètre est exprimée en décimètre. Connaissant le pouvoir rotatoire spécifique d'un composé, la loi de BIOT permet de déterminer la concentration d'une solution de ce même composé. Cette loi est additive, c'est-à-dire que le pouvoir rotatoire d'un mélange est la somme des pouvoirs rotatoires des composés qui constituent ce mélange. 1. Lampe au sodium 2. Filtre 3. Prisme de Nicol polariseur 4. Cellule avec échantillon 5. Prisme de Nicol analyseur 6. Oculaire a) Schéma d’un polarimètre Vision du champ avec échelle au zéro et sans échantillon. Champ uniforme. Vision du champ avec échelle au zéro et après l'insertion de l'échantillon. Champ non uniforme. Vision du champ après l'insertion de l'échantillon et rotation du prisme analyseur. Champ uniforme. b) Observation par oculaire Fig I-12 : Polarimètre On définit le pouvoir rotatoire spécifique par la relation de BIOT :  20D  1000 A cl [α]D20 : est le pouvoir rotatoire spécifique de la substance, que l’on détermine avec la raie D émise par la flamme au sodium et à la température de 20°. A : est l’angle dont il faut tourner le deuxième cristal pour compenser l’effet de la solution. c : est la concentration de la solution en gramme pour 100 ml. l : est la longueur de la récipient qui traversé par la lumière, exprimée en centimètres. 13D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales 5.4. Caractéristiques spectrales Les glucides absorbent très peu dans le visible et l’ultraviolet. Ils possèdent par contre un spectre infra-rouge caractéristique. 6. Propriétés chimiques 6.1. Propriétés liées au groupement réducteur (C=O) 6.1.1. Oxydation Les oses sont des réducteurs plus faibles que les aldéhydes ou les cétones vrais. Le résultat de l'oxydation dépend des conditions de cette oxydation. a) Par oxydation douce avec Br2 ou I2 en milieu alcalin (oxydation du carbone 1 des aldoses en carboxyle), on obtient les acides aldoniques (Fig I-13). Les acide aldoniques n’ont plus de fonction réductrice, ils ne peuvent pas donner de cycle hémiacétalique ; on les retrouve pas dans les osides.  le glucose donne l'acide gluconique ;  le mannose donne l'acide mannonique ;  le galactose donne l'acide galactonique. L’acide D-gluconique est un constituant naturel des jus de fruit et du miel. Les cétoses ne sont pas oxydés dans ces conditions. b) Par oxydation plus poussée avec l'acide nitrique à chaud on obtient les acides aldariques (Fig I- 13) qui sont des diacides possédant une fonction carboxylique sur le carbone 1 et le carbone 6:  le glucose donne l'acide glucarique ;  le galactose donne l'acide galactarique. Les cétoses sont dégradés dans ces conditions. La chaîne est rompue au niveau de la fonction cétone. On obtient un mélange d'acides carboxyliques. c) Enfin, si la fonction aldéhyde est protégée pendant l'oxydation, on obtient les acides uroniques (Fig I-13) oxydés uniquement sur la fonction alcool primaire :  le glucose donne l'acide glucuronique ;  le galactose donne l'acide galacturonique. Ces composés interviennent dans la reconnaissance cellulaire chez les bactéries. L'acide glucuronique est le précurseur de la voie de synthèse de la vitamine C. l’acide D-galacturonique, constituant des pectines des fibres végétales. R-CHO + I2 + OH- R-COOH + 2I- + Na+ +H2O Fig I-13 : Produits d'oxydation des aldoses 6.1.2. Réduction Les réactions de réduction se font par hydrogénation catalytique, soit par action d'un borohydrure alcalin tel que LiBH4 ou NaBH4 (Fig I-14), la fonction réductrice est transformée en alcool (donc plus de cyclisation hémiacétalique possible). On obtient le polyalcool (alditol) correspondant à l'aldose de départ.  le D-glucose donne le sorbitol (ou D-glucitol) ;  le mannose donne le mannitol. En ce qui concerne les cétoses, on obtient 2 polyalcools épimères (Fig I-15). Il faut mentionner que Les aldoses montrent les réactions caractéristiques de la fonction aldéhyde. A chaud et en milieu alcalin, ils réduisent les oxydes métalliques, comme l'oxyde de cuivre CuO (la liqueur de Fehling) le nitrate d'argent et les sels de tétrazolium. C'est le pouvoir réducteur des aldoses (Fig I-16). 14D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-14 : Réduction d'un aldose en alditol Fig I-15 : Réduction d'un cétose en 2 alditols épimères en C2 Fig I-16 : Réaction d'un aldose avec la liqueur de Fehling 6.1.3. Action de la Phénylhydrazine (Fig I-17) Comme sur les aldéhydes, la phénylhydrazine donne une phényl hydrazone, mais la réaction s'étend à l'alcool secondaire du carbone voisin, si on ajoute deux moles de phénylhydrazine supplémentaires. Le produit obtenu est une double phényl hydrazone, appelée osazone, sur chacun des deux premiers carbones, on récupère une mole d'aniline, une d'ammoniac et une d'eau. L'osazone cristallise facilement, ce qui simplifie la purification par recristallisation à fin d’analyser un sucre impur. Fig I-17 : Action de la Phénylhydrazine 15D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales L'hydrolyse de l'osazone donne une osone composé -dicarbonylé, qui peut être réduit en cétose par réduction sélective de l'aldéhyde terminal (Fig I-18). Fig I-18 : Hydrolyse de l’osazone 6.1.4. Réactions de condensation a) avec le cyanure et l'hydroxylamine Les réactions de condensation incluent la synthèse de KILIANI-FISCHER (augmentation du nombre de carbone) et la dégradation de WOHL (réduction de nombre de carbone). Ces deux voies permettent de passer d'un ose à respectivement l'ose supérieur et l'ose inférieur. Elles ont toutes deux permis d'établir la filiation des oses avec le glycéraldéhyde.  Dégradation de WOHL (Fig I-19) La première étape est la formation de l'oxime, sous l'action de l'hydroxylamine. L'oxime est déshydratée en nitrile (en fait une cyanhydrine due à la présence de l'alcool secondaire du carbone voisin), la cyanhydrine est coupée en acide cyanhydrique et en aldéhyde par Ag2O.(réaction inverse de la formation des cyanhydrines).  Méthode de KILIANI-FISCHER (Fig I-20) L'addition d'un carbone supplémentaire est obtenue par formation d'un cyanhydrine sous l'action de HCN sur la fonction aldéhyde. L'hydrolyse convertit la fonction nitrile en acide qui se lactonise avec l'alcool du C3 du sucre initial. La lactone est réduite par l'amalgame de sodium en aldéhyde et en alcool. Le bilan est donc l'allongement de la chaîne d'un carbone mais la réaction n'est pas stéréospécifique le nouveau carbone asymétrique (ex C1) est formé sous les deux configurations possibles. Fig I-19 : Dégradation de WHOL (addition de l’hydroxlamine) 16D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-20 : Condensation de KILIANI-FISCHER b) avec les alcools et les phénols (Fig I-21) Cette réaction est tout particulièrement importante. En effet, les substances obtenues sont les osides ou glycosides et la liaison qui joint l'ose à l'alcool ou au phénol est la liaison O-osidique ou glycosidique. Il est important de noter que la formation de cette liaison s'accompagne de la perte du pouvoir réducteur de l'ose et blocage de la configuration du cycle. Fig I-21 : Formation d'osides La condensation d'un alcool sur un ose produit un oside (glycoside ou O-glycoside). La configuration anomérique est verrouillée, et il n'y a plus de pouvoir réducteur. 6.2. Propriétés liées aux fonctions alcooliques (OH) 6.2.1. Les complexes avec le bore Ils permettent d'effectuer des électrophorèses des oses, ce qui n'est pas possible sans cela puisque les oses ne sont pas chargés naturellement. De plus ils ont permis de démontrer que dans l'-D-glucose, l'hydroxyle du carbone anomère est en position cis par rapport à l'hydroxyle porté par le carbone 2, donc qu'il se situe en dessous du cycle. En effet, le complexe se forme plus aisément avec l'anomère cis qu'avec l'anomère trans. L'anomérie du sucre influencera la formation des complexes avec le bore et donc leur mobilité électrophorétique. 6.2.2. Méthylation (Fig I-22) Les agents méthylants tels que le sulfate de méthyle ((SO4(CH3)2) en présence de soude (Haworth) ou l'iodure de méthyle ICH3 avec Ag2O agissent en substituant tous les hydrogènes des groupements hydroxyles par un -CH3 formant ainsi un groupement éther. Si le groupement réducteur de l'ose est libre, il réagira en formant un dérivé O-méthylé. Cependant, cette liaison est une liaison osidique qui n'a pas la même stabilité en milieu acide où elle est facilement hydrolysée. 17D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-22 : Méthylation (perméthylation) des oses La méthylation est une technique importante qui a deux applications principales: a) en premier lieu elle permet de déterminer la structure des cycles: - on méthyle complètement un ose cyclique, puis on hydrolyse la liaison osidique en milieu acide dilué. - on oxyde ensuite le composé par l'acide nitrique. L'oxydation rompt le cycle et élimine les carbones qui ne font pas partie du cycle, en l'occurrence le carbone 6 dans le cas d'un pyranose et les carbones 5 et 6 dans le cas d'un furanose. - le reste du cycle se retrouve sous la forme d'un diacide tri-O-méthylé dans le cas d'un pyranose et d'un diacide di-O-méthylé dans le cas d'un furanose. b) en second lieu elle permet de déterminer l'enchaînement dans les polyosides: - on méthyle complètement un oside et on coupe ensuite les liaisons osidiques en milieu acide dilué. On peut voir dans l'exemple de l'amylose que le composé terminal non réducteur (donc le composé dont l'hydroxyle hémiacétalique est impliqué dans la liaison osidique mais inversement dont le carbone 4 n'est pas impliqué dans cette liaison) donnera un dérivé tétra-O-méthylé alors que tous les autres éléments donneront un dérivé tri-O-méthylé. - dans le cas d'une structure branchée, on obtiendra des dérivés di-O-méthylés pour chaque ose impliqué dans le branchement (en l'occurrence, l'ose qui a son carbone 6 impliqué dans la liaison osidique). 6.2.3. Formation des esters et éthers (Fig I-23) Les alcools forment des esters avec les acides. Le plus souvent c’est la fonction alcool primaire qui est estérifiée. Les esters les plus intéressants sont les esters phosphoriques qui sont des intermédiaires biochimiques. Ex. fructose-1,6-bisphosphate. Les hydroxyles des oses donnent avec des alcools des éthers-oxydes. O OH + H 3 PO 4 O P O- O- ose ester-phosphate OH + HO R O R ose éther-oxyde Fig I-23 : Estérification et éthérification 6.2.4. Dérivation azotés : osamines Elles dérivent des oses par remplacement d’un hydroxyle (non anomérique), généralement celui porté par le carbone 2, par un groupe –NH2.  le D-glucose donne le D-glucosamine ; 18D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales  le D-galactose donne le D-galactosamine. La 4-N-acétyl-D-glucosamine (Fig I-24) entre dans la composition de la chitine (exosquelette des insectes et crustacés). Remarque : pour les cétoses c’est le carbone 1 qui est azoté. Fig I-24 : Osamines 6.3. Autres propriétés 6.3.1. Action acides forts concentrés (Fig I-25) L’acide chlorhydrique concentré à chaud provoque le départ de plusieurs molécules d’eau à partir des alcools des oses en formant des dérivés hétérocycliques déshydrogénés (furfural et dérivés) différents selon la nature de l’ose. Ces composés réagissent avec les phénols pour donner des composés colorés qui sont utilisés pour la mise en évidence des oses et pour leur dosage :  l’α naphtol, coloration rouge bordeaux avec les oses (réaction de Molish) ;  le résorcinol, coloration rouge avec les cétoses (réaction de Selivanoff) ;  l’orcinol, coloration bleue violacée avec les pentoses (réaction de Bial). furfural Hydroxyméthyl-furfural Fig I-25 : Action acides forts (formation de furfural et dérives) 6.3.2. Action des bases diluées (Fig I-26) Les bases diluées provoquent des interconversions d’oses. Ainsi, si l’on ajoute de la soude à une solution de fructose, on observe une transformation partielle en mannose et en glucose. Cette transformation s’observe également à partir de chacun des deux aldoses. Les trois oses ne diffèrent que par leurs deux premiers carbones. a) Transposition (cétose-aldose) 19D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales b) Epimérisation en C2 (aldose-aldose) Fig I-26 : Inter-conversion (Isomérisation) 7. Etude de quelques oses et dérives 7.1. Monosaccharides (Oses) 7.1.1. Le glucose: (aldohexose - pyranose) C'est un aldohexose de formule globale C6H12O6, soit O=CH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH- CH2OH. Selon Fischer il est de la série D et possède un pouvoir rotatoire positif (+). C'est un sucre naturel composant le sucre des fruits, du miel. Il existe 4 carbones asymétriques, donc 16 stéréoisomères du glucose. Seuls deux d'entre eux sont des composés naturels le (+)-(D)-galactose et le (+)-(D)- mannose. Les autres isomères D et leur énantiomère L ont tous été synthétisés. Extrêmement répandu dans le règne végétal et le règne animal à l'état libre ou combiné à d'autres oses, sous forme phosphorylé ou non. C'est le COMBUSTIBLE de la cellule, mis en réserve sous forme de glycogène (règne animal) ou d'amidon (règne végétal). Le métabolisme du glucose correspond à la voie de la glycolyse et aux voies qui en découlent. D'un point de vue structural, en ce qui concerne les oses, il faut faire attention à la position de l'hydroxyle de l'avant dernier carbone (le C5 pour un hexose) dans la projection de Fischer, et la position du C6 qui en découle dans la représentation de Haworth. En effet, dans la représentation de Haworth, c'est au niveau du C6 (pour un hexose) que l'on peut savoir s'il s'agit de la série D ou L puisque l'hydroxyle du C5 est engagé dans l'hémiacétal et n'indique donc plus la série de l'ose. 7.1.2. L'arabinose: (aldopentose - pyranose) L'arabinose, c’est l’un des rares sucres naturels de la séries L. il est abondant dans le monde végétal, on trouve aussi le D-arabinose. Il contribue à la formation des tissus de soutien. Il est le précurseur immédiat du D-glucose et D-mannose. Non métabolisé par l’homme, il est éliminé directement dans les urines. D'un point de vue structural, en ce qui concerne les oses, il en va de même pour un pentose comme l'arabinose mais dans ce cas il faut regarder au niveau du C4. 7.1.3. Le fructose: (cétohexose - furanose) C’est l’un des rares sucres cétoniques naturel, il existe dans les fruits, d'où son nom, le miel, et dans les hydrates de carbones polymères naturels. Il est lévogyre et de la série D. C'est le cétose que l'on obtient par interconversion du glucose et du mannose. Le fructose est un ose qui souligne l'importance de la forme linéaire: en effet, en ce qui concerne cet ose, la forme linéaire est toujours présente à concentration élevée et on a aussi un équilibre avec les formes furaniques qui sont les formes les plus stables à l'état naturel. 20D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales 7.1.4. Le galactose et le mannose : (aldohexose - pyranose) Ces deux oses sont beaucoup moins abondants dans les cellules que le glucose mais on les trouve comme constituants des oligosides, glycoprotéines et des glycolipides. 7.2. Osamines (sucres aminés) (voir Fig I-24) Les osamines sont biosynthétisées à partir du fructose-6-phosphate et sont obtenues par substitution de l'hydroxyle du carbone 2 par un NH2. Le groupement aminé est le plus souvent acétylé. Ce sont des oses très importants, par exemple : - la chitine, polyoside constitutif de la carapace des insectes est un polymère de la N- acétylglucosamine avec des liaisons -1,4. - dans la confection de la muréine (paroi des bactéries). - dans les glycoprotéines. La N-acétyl-mannosamine-6-phosphate est le précurseur des acides sialiques. 7.3. Les acides sialiques (Fig I-27) Ce sont des composés caractéristiques des glycoprotéines. Ils s'y trouvent en bout de chaînes liées par une liaison O-glycosidique. La fonction COOH est libre, ce qui confère aux glycoprotéines un caractère acide marqué. Les acides sialiques dérivent tous de l'acide neuraminique dont le plus courant est l'acide N-acétyl neuraminique. Les substituants varient suivant les espèces (N-acétyl chez le mouton; N-glycolyl chez le porc;...). La synthèse est obtenue à partir de La N-acétyl- mannosamine-6-phosphate et du phosphoénol pyruvate. Fig I-27 : Acide sialique 7.4. Les acides muramiques (Fig I-28) L'acide muramique N-acétylé est un composant de la muréine, haut polymère de nature glycopeptidique qui forme le support fondamental des parois bactériennes. L'acide muramique N- acétylé dérive lui-même de la N-acétyl-glucosamine. La biosynthèse se fait également à partir du phosphoénol pyruvate. Fig I-28 : Acide muramique 7.5. Les sucres phosphate (Fig I-29) Il y a formation d'esters phosphoriques sous l'action de kinases qui transfèrent le groupe phosphate terminal de l'ATP. Utilisés comme source d'énergie, c'est sous leurs formes phosphorylées que les oses sont interconvertis et donc métabolisés (voie de la GLYCOLYSE et voie des PENTOSES phosphate par exemple). La liaison ester-phosphate est hydrolysée par des phosphatases. Les esters phosphoriques du glucose et du fructose peuvent être considérés comme les produits de l'assimilation photosynthétique. L'O-D-ribose-5-phosphate et l'O-2-désoxy-D-ribose-5-phosphate sont par ailleurs les deux oses constitutifs des acides nucléiques. 21D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-29 : Sucre phosphate Esters naturels d'oses : le fructose-1,6-bisphosphate. La polarité des alcools portés par les oses justifie la formation d'esters avec différents acides. 8. Etude de quelques osides et dérivés 8.1. Définition-liaison osidique Les osides ou glycosides sont des substances dans lesquelles l'hydroxyle du groupement hémiacétalique du carbone anomérique d'un ose a été condensé avec un groupement hydroxylique (alcoolique ou phénolique). La liaison qui joint l'ose à l'alcool ou au phénol est appelée O-osidique ou glycosidique (Fig I-30). Les osides donnent par hydrolyse au moins deux oses. Selon que ces macromolécules sont de taille modeste (2-20 motifs) on parle des Oligosaccharides (Oligoholosides), ou de grande taille (3000 motifs) de Polysaccharides (Polyholosides). Ils sont généralement soit sous forme polymère avec d'autres sucres Homosaccharides (Holosides) soit associés avec d'autres molécules non glucidiques (aglycone) Hétérosacchrides (Hétérosides). Les parties glucidiques de ces macromolécules sont généralement des cycles pyranoses ou furanoses et lorsque la liaison se fait sur le carbone anomère, il existe des variétés  et des . R-OH + R'-OH R-O-R' + H2O Fig I-30 : Formation d’osides - Liaison glycosidique (osidique) La condensation d'un alcool d'ose avec l'hémiacétal d'un autre ose produit un disaccharide, dans lequel les deux résidus sont unis par une liaison O-glycosidique (osidique).  L’hydrolyse des liaisons glycosidiques se fait par l’ion H+ à pH acide (HCl) et à chaud (60°C) en 1 heure. Cette hydrolyse n’aucune spécificité et toutes les liaisons glycosidiques sont rompues et les produits obtenus sont les unités oses.  L’hydrolyse des liaisons glycosidiques se fait encore par des catalyseurs enzymatiques d’hydrolyse (hydrolases), spécifiques des liaisons glycosidiques (glycosidases). 8.2. Détermination de la structure d'oside a) détermination de la nature des oses constitutifs: Les osides sont hydrolysés en milieu acide ou par voie enzymatique, de manière à rompre les liaisons osidiques. Dans le cas d'hétérosides, il faut déterminer la nature de l'aglycone. Puis ils sont séparés par des techniques chromatographiques et identifiés et dosés individuellement. b) détermination du mode de liaison entre les oses constitutifs: On marque toutes les fonctions hydroxyles libres (par exemple, par méthylation et par l'acide périodique (Fig I-31)). Une hydrolyse acide différencie ensuite les liaisons éther-oxydes des liaisons osidiques. 22D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Dans le cas de polyosides complexes, il faut faire en plus des hydrolyses ménagées (incomplètes) menant à des oligosides (séparés par des techniques chromatographiques) dont l'étude complète cette détermination. Enfin, la détermination, s'il y a lieu, de l'anomérie de la liaison osidique fait appel à des enzymes spécifiques de chaque type de liaison ou, dans le cas le plus simple, par l'étude de la mutarotation après hydrolyse. CH 2 OH CH 2 OH O HIO 4 O + 2HCOOH CHO CHO Fig I-31 : L’action de l’acide périodique c) détermination du caractère réducteur ou non de l'oside: La technique de réduction par le borohydrure de Na permet de caractériser l'ose terminal réducteur dans le cas d'un dioside ou plus (oligoside). Dans le cas d'un polyoside, la proportion de l'ose réducteur terminal est si faible ce qui ne permet pas de détecter le pouvoir réducteur par les méthodes classiques. d) détermination de la masse molaire et de la longueur des chaînes dans le cas des polyosides: Les techniques physiques usuelles (osmométrie, ultracentrifugation, diffusion de la lumière, viscosimétrie, filtration sur tamis moléculaire, électrophorèse de complexes avec le bore...) auxquelles on peut joindre des techniques biochimiques (enzymes spécifiques de dégradation ou au contraire de synthèse In vitro) et immunochimiques. 8.3. Les Oligosaccharides (Oligoholosides) Ils sont formés de quelques molécules de sucres reliées par une liaison glycosidique après élimination d'eau. Plusieurs cas sont à considérer : - selon la nature du ou des sucres monomères ; - la nature du cycle (pyranose/furanose) ; - le type de carbone de liaison anomère ou pas ; - la configuration du carbone anomère,  ou  s'il est lié. Nomenclature : la liaison osidique est définie non seulement par les oses, mais également par l’anomère de l’ose engageant sa fonction semi-acétalmique que l’on place à gauche, et par le numéro de l’atome de l’autre ose. Génériquement le nom sera : x….asyl ((anomère) 1 n) y….ose (n est différent du carbone anomérique) x….asyl ((anomère) 1 1 (anomère)) y….oside on trouve aussi la nomenclature où le suffixe osyl est remplacé par le suffixe osido. Pour les cétoses le carbone anomérique est en position 2, il suffit d’adapter cette formule générique et pour le cétose, remplacer 1 par 2. Pour simplifier les écritures de polysaccharides, des écritures condensées conventionnelles ont été définies : Glc Glucose Gal Galactose Man Mannose Fru Fructose GlcN Glucosamine Rha Rhamnose GalN Glactosamine GalNac N-acétylgalactosamine GlcUA Acide glucoronique NeuAc Acide-N-acétylneuraminique GlcNac N-acétylglucosamine Glc (1 4)Gal D-glucopyranosyl (1 4) D-glucopyranose 23D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales 8.3.1. Quelques disaccharides (diholosides) très importants a. Le maltose Ce diholoside est libéré par hydrolyse de l'amidon et du glycogène, qui sont des polymères de résidus glucose: il s'agit de l'-D-glucopyranosyl-(1,4)-D-glucopyranose (Fig I-32). Les résidus de glucose sont libérés par hydrolyse chimique ou par une enzyme: l'-D-glucosidase. C'est un sucre réducteur puisque l'hydroxyle du carbone anomère (C1) du second glucose est libre. Le carbone anomérique du second glucose n'étant pas pris dans la liaison, il peut donner une mutarotation et il existe une forme  et une forme  du maltose. La méthylation suivie d'hydrolyse donnera donc du 2,3,6 tri-O-méthyl-glucose et du 2,3,4,6 tétra- O-méthyl-glucose. Il donne une osazone. Fig I-32 : Le Maltose Dans le maltose (-D-glucopyranosyl-[1 4']-D-glucopyranose) illustré ci-dessus, la liaison O-glycosidique résulte de la condensation de l'alcool en C4 du D-glucopyranose sur l'hémiacétal (C1) du D-glucopyranose. b. Le lactose C'est le sucre du lait, propre au règne animal, synthétisé dans les glandes mammaires. Il s'agit du -D-galactopyranosyl-(1,4)-D-glucopyranose (Fig I-33). C'est le seul diholoside réducteur trouvé à l'état naturel. Hydrolyse enzymatique par lactase (-galactosidase) en D-glucose et D- galactose. Fig I-33 : Le Lactose Dans le lactose (-D-galactopyranosyl-[1 4']-D-glucopyranose) illustré ci-dessus, la liaison O-glycosidique résulte de la condensation de l'alcool en C4 du D-glucopyranose sur l'hémiacétal (C1) du D-galactopyranose. c. Le saccharose (sucrose) C'est un sucre extrêmement représenté dans le règne végétal et tout particulièrement dans la canne à sucre et la betterave. L’hydroxyle du carbone anomère du fructose est engagé dans la liaison osidique avec le glucose: ainsi, on peut considérer le saccharose comme étant l'-D-glucopyranosyl- (1,2)--D-fructofuranoside ou le -D-fructofuranosyl-(2,1)--D-glucopyranoside (Fig I-34). Avec le tréhalose, c'est le seul diholoside non réducteur trouvé à l'état naturel. La méthylation suivie d'hydrolyse donnera donc du 3,4,6 tri-O-méthyl-fructose et du 2,3,4,6 tétra- O-méthyl-glucose. Hydrolyse enzymatique par l’invetase des leuvures (-fructosidase) en D- glucose et D-fructose ou par saccharase (-glucosidase) intestinale. Enfin, les solutions de saccharose présentent un pouvoir rotatoire mais pas le phénomène de mutarotation. 24D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-34 : Le Saccharose (Sucrose) Dans le saccharose (-D-Fructofuranosyl-[2 1']--D-glucopyranoside) illustré ci-dessus, la liaison O-glycosidique résulte de la condensation de l'hémicétal en C2 du D-fructofuranose sur l'hémiacétal (C1) du D-glucopyranose. d. Le cellobiose Ce sucre provient de la dégradation de la cellulose. Il s'agit du -D-glucopyranosyl-(1,4)-D- glucopyranose (Fig I-35). C'est donc un épimère du lactose (épimère en C4 du premier résidu de glucose). Fig I-35 : Le Cellobiose Dans le cellobiose (-D-glucopyranosyl-[1 4']-D-glucopyranose) illustré ci-dessus, la liaison O-glycosidique résulte de la condensation de l'alcool en C4 du D-glucopyranose sur l'hémiacétal (C1) du D-glucopyranose. e. Le tréhalose C’est un disaccharide (-D-glucopyranosyl-(1,1)-D-glucopyranoside) (Fig I-36) que l’on trouve dans les champignons, les bactéries ou encore dans l’hémolymphe d’insectes. De nombreux organismes l’accumulent en réponse à des chocs thermiques (froid) ou à la dessiccation. Fig I-36 : Le Tréhalose Le tréhalose (-D-glucopyranosyl-[1 1']--D-glucopyranoside) est la forme circulante du glucose dans l'hémolymphe des arthropodes. C'est un diholoside non réducteur. La liaison glycosidique -[1 1'] peut être hydrolysée par une tréhalase. 8.3.2. Trisaccharides (Triholosides) : le gentianose et le raffinose Ces triholosides sont trouvés à l’état naturel et sont des dérivés du saccharose:  le gentianose, présent dans la Gentiane on peut le noter dérivé -D-glucopyranosyl, c'est donc le -D-glucopyranosyl-(1,6)--D-glucopyranosyl-(1,2)--D-fructofuranoside (Fig I- 37).  le raffinose, présent dans la betterave est éliminé lors du raffinage du sucre, on peut le noter dérivé -D-galactopyranosyl, c'est donc l'-D-galactopyranosyl-(1,6)--D-glucopyranosyl- (1,2)--D-fructofuranoside (Fig I-38). 25D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-37 : Le Gentianose β-D-glucopyranosyl-[1 6]--D-glucopyranosyl-[1 2]-β -D-fructofuranoside Fig I-38 : Le Raffinose -D-galactopyranosyl-[1 6]--D-glucopyranosyl-[1 2]-β-D-fructofuranoside Remarque : on note la présence de quelques oligosaccharides naturels à 4 oses le stachyose et à 5 oses le verbascose. 8.4. Les Polysaccharides (Polyholosides) Ce sont des polymères de masse molaire très élevée, résultant de la condensation d'un grand nombre de molécules d'oses. 8.4.1. Les Homopolysaccharides (Homopolyosides ou Homoglycane) De réserve  a. L'amidon C'est le polyoside de réserve des végétaux. C’est un haut polymère insoluble dans l’eau froid bien qu’hydrophile. L'amidon est en fait un mélange de deux polysaccharides (glucane) l’amylose et l’amylopectine qui possèdent les deux une seule extrémité réductrice. L’hydrolyse de l’amidon coupe le polymère en chaîne assez courtes : les dextrines qui sont réductrices. - l’action d’un acide minérale à chaude libère du D-glucose. - l’action d’un enzyme (maltase) aboutit à la libération de maltose. Pour cette raison, les biochimistes ont souvent considéré que l’amidon était un polymère de maltose.  l'amylose: elle représente 15 à 30% de la masse de l'amidon. C'est un polymère linéaire de résidus D-glucose (1000 à 4000) sans branchement, liés par une liaison glycosidique (1,4) (Fig I-39a) où l’extrémité de la chaîne porte un groupe réducteur (Fig I-39b). Cette longue chaîne prend la forme d'une hélice (Fig I-39a) (6 résidus de glucose par tour d'hélice), stabilisée par des liaisons hydrogène entre les groupements hydroxyle en C2 du premier cycle et C3 du deuxième cycle. Caractérisation avec solution iodo-ioduré complexe bleu. Il est soluble dans l’eau chaude.  l'amylopectine: elle représente 70 à 85% de la masse de l'amidon. Elle diffère de l'amylose du fait qu'il s'agit d'un polymère à un nombre supérieur de glucose mais surtout par une structure ramifiée arborescente compactée (Fig I-39c): - les glucoses des chaînes: liaison -(1,4)-D-glucosidique; 26D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales - branchements entre chaînes glucoses : liaison -(1,6)-D-glucosidique où le carbone anomérique appartient à la ramification. Plusieurs résultats ont permis de cerner l'arrangement de l'amylopectine: - d'une part, la méthylation suivie d'hydrolyse donne environ 5% de 2,3-di-O-méthylglucose pour les points de branchement et également environ 5% de 2,3,4,6-tétra-O-méthylglucose aux extrémités réductrices. - par ailleurs, la -amylase, enzyme capable de digérer l'amylopectine, hydrolyse environ 55% de l'amylopectine en maltose. Ces résultats et l'étude de certains modèles ont permis de montrer que l'on trouve en moyenne une ramification tous les 25 résidus et les branches contiennent une vingtaine de résidus, certaines branches sont elles mêmes ramifiées. Enfin pas de fixation d’iode (couleur pourpre). a) L’amylose - Structures en hélices La répétition de la liaison O-glycosidique en configuration b) La seule extrémité réductrice de l’amidon anomérique  crée des structures hélicoïdales compactes, particulièrement adaptées à la fonction de stockage des glucides dans les cellules. c) L'amylopectine L'amylopectine est une variante ramifiée de l'amylose. Des chaînes linéaires de résidus de D-glucose liés en -[1 4] se lient les unes aux autres par liaisons glucosidiques -[1 6]. Fig I-39 : L’Amidon b. Le glycogène. C'est le polyoside de réserve des animaux. Le stock principal se trouve dans le foie (200g pour un adulte) et dans les muscles (100 à 300 g). Le cerveau est un grand utilisateur de glucose: 100 mg/min, mais il ne possède qu'une réserve limitée de glycogène (10 à 20 g). Le glycogène ressemble beaucoup à l'amylopectine: il s'agit de chaîne de glucose liés en -(1,4) et de branchements en -(1,6) plus fréquents, environ toutes les dix unités glucose et même de 3 à 5 au centre de la molécule (Fig I-40). Cependant les chaînes sont beaucoup plus courtes et la molécule de glycogène est plus dense (plus compacte) à une masse molaire beaucoup plus importante pouvant atteindre 100 millions. Le glycogène est dégradé par des amylases comme l'amidon. Fig I-40 : Le Glycogène 27D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales c. L’inuline De la famille de fructosanes, c’est un composé de réserve, polymère de β-D-fructofuranose de 30 à 100 unités liés par des liaisons (β2,1) que l’on trouve chez certains végétaux : Dahlias, Artichauts, Topinambours. C’est le seul composé de configuration β connu. d. Les dextranes Réserve des bactéries et levures, ce sont des polymères de -D-glucose liés par des liaisons (1,6), avec d’occasionnels branchement sur les C3 ou C4. De structure  e. La cellulose La cellulose est d'origine végétale seulement. C'est une substance de soutien, puisqu'elle est le constituant principal de la paroi des cellules jeunes des végétaux. C'est la biomolécule la plus importante en masse à la surface de la terre et elle contiendrait la moitié du carbone disponible sur la terre. Elle est constituée de longues chaînes linéaires sans ramification (100 à 200 résidus) de glucose lié en (1,4) (glucane) (Fig I-41a). La masse molaire est évaluée à 500 000 soit 1500 enchaînements cellobiose, mais des mesures conduisent à des valeurs nettement supérieures allant jusqu'à 12 000. Son hydrolyse fournit du cellobiose, puis du glucose. Elle forme un composé cristallin bien organisé (fibre) dans lequel les groupes alcools forment de nombreuses liaisons hydrogène dans la même chaîne et avec les chaînes voisines (Fig I-41a,b). La cellulose n'est pas attaquable par les sucs digestifs des omnivores: l'homme est incapable de digérer la cellulose car il est dépourvu d'enzymes actifs sur les liaisons -glucosidiques. La cellulose est très utilisée sous forme de coton, papier sans grande transformation de sa structure. Elle est aussi transformée par l'acide nitrique en nitrocellulose dans laquelle des groupes hydroxyles sont estérifiées en esters nitriques R-O-NO2. Si la nitration est poussée elle donne un composé explosif utilisé comme poudre sans fumée. Une nitration moins intense donne le Celluloïd qui est une des premières matières plastiques. Utilisé longtemps comme support de matière sensible en photographie et cinématographie, son usage est abandonné du fait de sa grande inflammabilité et de sa conservation difficile. a) Structures en rubans La répétition de la liaison O-glycosidique en configuration anomérique  crée des structures en rubans étirés, particulièrement adaptées aux fonctions mécaniques des revêtements cellulaires. Noter le retournement de 180° de chaque résidu par rapport aux résidus adjacents Dans la paroi végétale, les molécules de cellulose courent parallèlement les unes aux autres, associées par de nombreuses liaisons hydrogène. 28D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales b) Organisation de la cellulose dans les parois Fig I-41 : La Cellulose f. La chitine La chitine est un polymère semblable à la cellulose sauf qu'elle est formée de glucoses aminés. Un glucose aminé, c'est un glucose lié à un groupement acétylamine en C2 (GlcNac (β1,4)) (voir Fig I-24). La chitine est généralement durcie et rigidifiée par des dépôts de carbonates de calcium (CaCO3). La chitine forme l'exosquelette (la "carapace") des Arthropodes (araignées, insectes, crustacés) et les mollusques.  Les enzymes de dégradation des glucanes Les enzymes qui réalisent l’hydrolyse des osides peuvent être spécifiques de : - la nature du substrat (spécificité principale) - la liaison glycosidique : position des carbones des fonctions OH impliquées (spécificité secondaire) - de l’anomère : configuration de la forme de l’ose (spécificité secondaire) Citons quelques exemples des enzymes de dégradation des osides :  Les disaccharidase  Ces enzymes hydrolysent uniquement les diholosides et n’ont aucune action sur des polyosides d’ordre supérieur. Citons quelques disaccharidases :  Lactase : enzyme intestinale qui est une β-galactosidase (Fig I-42) spécifique de la liaison (β1 4) du lactose. Elle n’hydrolyse pas le cellobiose. Les glycosidases (glycosyl hydrolases) catalysent l'hydrolyse de la liaison O-glycosidique avec une spécificité qui dépend de la nature du résidu situé à l'extrémité non réductrice et de sa configuration anomérique. Par exemple la -galactosidase est (plus ou moins) spécifique du lactose dont elle reconnaît le résidu -galactosyle. Fig I-42 : Hydrolyse enzymatique de la liaison O-glycosidique 29D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales  Maltase : enzyme intestinale qui est une α-glucosidase spécifique de la liaison (α1 4) du maltose et de la liaison (α1 β2) du saccharose.  Isomaltase : enzyme intestinale qui est une α-glucosidase spécifique de la liaison (α1 6) de l’isomaltose.  Saccharase ou sucrase : enzyme intestinale, α-glucosidase, qui hydrolyse la liaison (α1 β2) du saccharose mais aussi la liaison (α1 4) du maltose.  Invertase : c’est une β-fructosidase spécifique de la liaison (α1 β2). Elle n’hydrolyse pas le maltose.  Thréalase : enzyme intestinale qui est une α-glycosidase spécifique des liaisons (α1 α1).  Cellobiase : une β-glucosidase spécifique de la liaison (β1 4) du cellobiose. Elle n’hydrolyse pas le lactose.  L’amidon (Fig I-43)  a) Les amylases qui coupent spécifiquement les liaisons -1,4: - Les -amylases (exoglycosidase) a -SH actif sont trouvées dans le monde végétal. Elles coupent une liaison sur deux à partir de l'extrémité non réductrice, libérant ainsi des unités maltosyle. Les - amylases ne coupent pas les liaisons -1,6 et n'agissent donc que sur les chaînes externes des polysaccharides branchés. - Les -amylases (endoglycosidases) sont des métalloenzymes et sont trouvées dans les deux règnes. Elles coupent les liaisons -1,4 à l'intérieur des chaînes en formant des oligosides de petite taille (3 à 8 restes) qui peuvent contenir 1 ou 2 points de branchement puisqu'elles ne coupent pas les liaisons -1,6. b) Les phosphorylases: elles attaquent les chaînes à partir des extrémités non réductrices, par phosphorolyse des liaisons -1,4, avec libération d'-D-glucose-1-phosphate. c) Les enzymes de débranchement : 1-6 glucoamylases (pullulanase) coupent les liaisons -1,6 des points de branchement selon des modes différents en fonction de leur origine. -amylases 1-6 glucoamylases Fig I-43 :L’hydrolyse enzymatique de l’amidon Les amylases catalysent l'hydrolyse de la liaison glucosidique -[1 4]. La -amylase est une exoglucosidase qui coupe la molécule en unités de maltose à partir de l'extrémité non réductrice. Il existe une -amylase qui peut agir en n'importe quel point de la structure (endoglucosidase), et libère de courts oligoholosides. Les branchements sont insensibles à l'action des amylases. Il faut, pour les hydrolyser, des enzymes spécifiques (enzymes déramifiantes).  Le glycogène  Le glycogène alimentaire est dégradé comme l’amylopectine. Dans le foie et le muscle, le mécanisme est différent : une glycogène-phosphorylase activée par les hormones, glucagon dans le foie, adrénaline dans le muscle, fait subir une dégradation séquentielle du glycogène en libérant un résidu d’une extrémité non réductrice, résidu phosphorylé. Cette dégradation séquentielle, pour être complète, a besoin d’un enzyme "débranchant"pour hydrolyser la liaison (α1 6) : l’amylo α1-6 glucosidase. glycogène + PO4H2- α-glucose 1-P + glycogène (n-1)  La cellulose  Celle-ci est réalisée par des β-glucosidase, les cellulase (endo et exo). Cette hydrolyse conduit au cellobiose qui sera hydrolysé en glucose par les cellobiase. Les escargots et certaines bactéries 30D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales possèdent des cellulases en abondance, les mammifères en sont dépourvus et ne peuvent assimiler l’herbe sauf les herbivores (les ruminants) qui abritent dans leur tube digestif des bactéries saprophytes qui produisent les β-glucosidases nécessaires. 8.4.2. Les Hétéropolysaccharides (Hétéropolyosides) On regroupe sous ce nom des molécules résultant de l’association covalente de glucides avec d’autre type de molécules non glucidique (aglycone) et on les désigne très souvent sous le terme de glycoconjugués :  Des lipides de membranes des cellules animales ou bactériennes portent des chaînes oligo ou polyosidiques : ce sont des glycolipides.  Les protéoglycannes (PG) : des polyosides souvent très longs (les glycosaminoglycannes ou GAG) sont associés à une protéine en restant très majoritaires (> 90 %).  Les glycoprotéines (GP) : ce sont des protéines sur lesquelles sont greffées des chaînes glucidiques courts dont la fraction vraie en générale de 1 à 20 %.  Les peptidoglycannes : réseau de polyosides reliés par de nombreux petits peptides.  Les protéines glyquées : produits de la fixation chimique d’une unité de glucose. a. Les glycoprotéines Ces composés sont constitués d'une partie glucidique et d'une partie protéique (majoritaire). La partie glucidique varie, en poids, de 1 à 20% de la masse de l'ensemble. Les chaînes polysaccahridiques sont souvent ramifiées. Il existe des polysaccharides liés à O (O-osidique) (Fig I-44), comme le galactose lié au groupement hydroxyle d'une hydroxylysine dans le collagène. Cependant, les acides aminés impliqués sont souvent la sérine ou la thréonine. Les polysaccharides liés à N (N-osidique) (Fig I-44), sont unis par covalence à l'azote de la liaison peptidique de certaines asparagines. Fig I-44 : Glycoprotéines, mode de liaison entre l’ose et la chaîne protéique La glycosylation est un évènement post-traductionnel qui n'a lieu que chez les eucaryotes. Les protéines glycosylées sont destinées à être sécrétées ou à être intégrée à la membrane plasmique. Exemple : les glycoprotéines des groupes sanguins (Fig I-45) Dans le système des groupes sanguins ABO, les déterminants antigéniques spécifiques sont glucidiques : - l’antigène H est la structure de base, présent chez les individus de type O. - l’antigène A diffère de H par la présence d’une N-acétyle-D-galactosamine terminale. - l’antigène B diffère de A par le remplacement du résidu terminal par du D-galactose. 31D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-45 : Glycoprotéines, les groupes sanguins b. Les protéoglycannes Ce sont des molécules en général très volumineuses, composés par l’association covalente de protéines et de polymères glucidiques appartenant à la famille des glycosaminoglycannes (GAG). Ces derniers résultent de la polycondensation linéaire d’unités d’osamines et d’acides uroniques qui peuvent être sulfatés. La majorité de ces composés se trouvent dans la matrice extracellulaire (tissu conjonctif), dans les membranes plasmiques et quelques-uns sont intracellulaires.  Les mucopolysaccharides Ce sont des composés hétérogènes qui résultent de la condensation d'un nombre élevé de sous- unités disaccharidiques élémentaires. Cette unité est constituée: - d'une molécule d'hexosamine, sulfatée ou non. - d'une molécule d'acide hexuronique Ce sont des molécules à caractère acide très marqué. Elles sont toujours liées à une partie protéique. Cependant, dans le composé final, les glucides sont très majoritaires (95%). Le plus simple des mucopolysaccharides est l'acide hyaluronique constitué de: - une molécule de N-acétyl-glucosamine -(1,4) et - d'une molécule d'acide glucuronique. Sa fonction principale, liée à la grande viscosité qu'il procure aux solutions, est de s'opposer à la diffusion de substances étrangères. c. Les peptidoglycannes Les peptidoglycannes forment la paroi des bactéries qui leur donne leur forme et les protège. La structure de la muréine qui constitue la paroi de Staphylococus aureus, dont on retrouve une architecture similaire chez les autres bactéries, est une association covalente de : - polyoside (Fig I-46) : répétition par des liaison β d’une séquence diosidique de N- acetylglucosamine, mais l’un des oses (MurNac) est substitué par condensation sur la fonction alcool du C3 avec l’acide lactique (acide muramique – voir Fig I-28). - deux oligopeptide : un tétrapeptide et un pentapeptide. 32D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Fig I-46 : Motif de base du polyoside de la muréine Le réticulage est formé par pontage grâce à des liaisons amide (Fig I-47) : - chaque MurNac lie par son bras carboxyle l’extrémité N-terminal du tétrapeptide. - le pentapeptide relie les tétrapeptides de deux chaînes par son extrémité N-terminal avec l’extrémité C-terminal d’un tétrapeptide et par son extrémité C-terminal avec le NH2 de la lysine, 3ème aminoacide de l’autre tétrapeptide. Fig I-47 : Peptidoglycannes, structure de muréine d. Les lectines (Fig I-48) Ces protéines reconnaissent de manière spécifique une séquence de résidus glucidiques. On les trouve dans les végétaux, les cellules animales, les bactéries et les virus. Chez les plantes, on les a appelées sous le nom générique des agglutinines car la racine de grain de blé provoquait l’agglutination létale des hématies. On les trouve essentiellement dans les graines et sont la plupart du temps toxiques pour les animaux. Dans les cellules animales, elles peuvent avoir des fonctions : - d’adressage glycosidique de molécules, par exemple les enzymes glycoprotéiques destinés aux lysosomes sont reconnues par des récepteurs membranaires. - de reconnaissance cellulaire : étape critique de reconnaissance de l’ovule par le spermatozoïde réside dans des O-GP de l’ovule reconnues par un récepteur du spermatozoïdes qui est une lectine (sa fixation déclenche une sécrétion d’enzymes hydrolytiques). - le pouvoir infectieux de bactéries et virus repose sur l’adhérence à la cellule hôte qui est réalisé par la reconnaissance des GP de l’hôte. 33D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales Neutrophile Oligosaccharides Vaisselle spécifiques sanguine Lectine Cellule endothéliale Site d’infection Fig I-47 : Lectine et oligosaccharides dans les sites d’infections 9. Méthodes d’études des glucides Ces méthodes sont destinées pour les oses et disaccharides à cause de leur solubilité dans l’eau et les alcools.  Extraction : avec l’éthanol 80 % à chaud (70 °C).  Séparation Chromatographique : Chromatographie sur papier ou sur couche mince (Fig I-49) : ces techniques permet d’identifier un ose ou plusieurs dans une solution. On fait migrer le glucide ou le mélange de glucides inconnus sur papier (ou sur couche mince) en l’entraînant par un liquide organique, souvent on utilise le phénol (phase mobile). On fait sur la même feuille ou couche mince (phase stationnaire) des dépôts de glucides connus (standard). Lorsque le phénol a parcouru une grande partie de la phase stationnaire, on sèche et on asperge (détection) avec une solution de nitrate d’argent ammoniacal (réactif). Celui-ci à chaud donne une tache noire au niveau des glucides. Le glucide inconnu (ou les glucides d’un mélange) sera identifier s’il se trouve au même niveau que le standard (témoin identique). v ribose fructose Standards mannose galactose glucose Mélange Dépôt Front de la phase mobile des oses Fig I-49 : Chromatographie sur papier en une dimension des oses dans du phénol 34D Dr. Benabdelkader T. UMBB-FS Biochimie générales La chromatographie en phase gazeuse (CPG) est une technique de chromatographie qui permet de séparer des molécules d'un mélange gazeux, éventuellement très complexe. Elle s'applique principalement aux composés gazeux ou susceptibles d'être vaporisés par chauffage sans décomposition. Elle est de plus en plus utilisée dans les principaux domaines de la chimie, biochimie, parfumerie, pharmacie etc. Le mélange à analyser est vaporisé à l'entrée d'une « colonne », qui renferme une substance active solide ou liquide appelée « phase stationnaire », puis il est transporté à travers celle-ci à l'aide d'un gaz porteur (ou gaz vecteur). Les différentes molécules du mélange se séparent et sortent de la colonne les unes après les autres après un certain laps de temps qui est fonction de l'affinité de la phase stationnaire avec ces molécules. Pour le cas des oses, qui sont des molécules lourdes naturellement, il est indispensable de faire une dérivation pour les rendre volatils tel que la perméthylation. L'échantillon (un liquide volatil) est d'abord introduit en tête de colonne par l'intermédiaire d'une micro seringue pour se retrouver dans une petite chambre en amont de la colonne appelée injecteur. L'injecteur est traversé par le gaz porteur et porté à une température appropriée à la volatilité de l'échantillon. Ensuite, une fois rendus volatils, les différents composés de l'échantillon vont être emportés par le gaz porteur à travers la colonne et se séparer les uns des autres en fonction de leur affinité avec la phase stationnaire. La phase stationnaire va provoquer un phénomène de rétention chromatographique avec les différents composés (appelés solutés). Plus le composé a d'affinité avec la phase stationnaire, plus il mettra de temps à sortir de la colonne. La grandeur expérimentale brute est appelée temps de rétention. C'est le temps qui s'écoule entre l'injection de l'échantillon et l'apparition du signal maximum (pic) du soluté au détecteur. Généralement on applique un programme de température qui varie dans le four qui contient la colonne. À la sortie de la colonne, les composés rencontrent un élément essentiel qui est appelé détecteur (ex. flame ionization detector). Cet élément évalue en continu la quantité de chacun des constituants séparés au sein du gaz porteur. Le détecteur envoie un signal électronique vers un enregistreur de données qui dessinera les pics en fonction de leur intensité. L'ensemble des pics est appelé chromatogramme. 35D Dr. Benabdelkader T.