Glucides et glycoconjugus

INTRODUCTION On regroupe sous le nom de glucides certaines substances naturelles qui, au moins pour celles qui sont hydrosolubles, ont une saveur douce ou sucre. On les appelle aussi hydrates de carbone (en anglais, carbohydrates) en raison de leur formule lmentaire Cn(H2O)n, sucres ou encore saccharides. On distingue les glucides, avec les oses simples (monosaccharides) tels que le glucose ou le galactose, les oligosides (oligosaccharides) tels que le maltose ou le cellobiose, les polyosides (polysaccharides) tels que lamidon, le glycogne ou la cellulose, et les glycoconjugus avec les protoglycanes, les glycoprotines et les glycolipides.I.

Les glucides sont les biomolcules les plus abondantes de la plante. Ils jouent au sein des tres vivants nombre de rles trs divers, tant structuraux que mtaboliques. Les glycoconjugus participent essentiellement aux processus de reconnaissance et de communication intercellulaire.

Dfinition:Molcules organiques caractrises par la prsence de chanons carbons porteurs de groupements hydroxyles et de fonctions aldhydiques ou ctoniques, et parfois acides ou amins

Importance biologiqueLes glucides sont des composs naturels largement rependus chez tous les tres vivants : 1-Principale source nergtique chez lhomme et la plupart des animaux ; Immdiate sous forme de glucose Ou de rserve nergtique sous forme de polymres (glycogne, amidon).

2-Constituants de molcules fondamentales : Acides nucliques Vitamines 3-Ils interviennent comme lment de structure : Elment de soutien (cellulose) chez les vgtaux. Reprsentent une partie importante de la membrane externe des bactries, ou ils sont conjugus des lipides ; ce sont les lipopolysaccharides.

4-Impliqus dans les signaux de reconnaissance inter cellulaire, et dans la rception des dterminants antigniques.

CLASSIFICATION DES GLUCIDESglucides

oses

osides

htrosides Aldoses et leurs drivs Ctoses et leurs drivs

holosides

oligosides

polyosides

1-Oses : Ce sont des molcules non hydrolysables, de formule brute Cn(H2O)n, et porte la plupart du temps de 3 7 atomes de carbones. On les caractrise selon deux critres : Nombre datome de carbone : 3 atomes de carbone Triose 6 atomes de carbone Hexose La nature du carbonyle : Aldhyde Aldose Ctone Ctose

La combinaison des deux critres caractrise lose ; Exemples : 6C + 1 fonction aldhyde =Aldohexose 4C + 1 fonction ctone = cetottrose

2-Osides : Ce sont des sucres hydrolysables, rsultant de lassociation de plusieurs molcules doses ; identiques ou diffrentes, Avec ventuellement des substances non glucidiques. On distingue les holosides et les htrosides :

Les holosides : Rsultent exclusivement de la combinaison de plusieurs molcules doses par des liaisons glycosidiques. Ils comprennent : Les oligosides : 2 10 molcules doses Les polyosides : plus de 10molcules doses

Les htrosides : Des chanes glucidiques peuvent tre fixes par voie chimique ou enzymatique sur des lipides ou des protines ; ces drives sont regroups sous le terme de glycoconjugus, et la partie non glucidique est nomme aglycone. Laglycone peut tre de nature protique ,lipidique, ou une base azot (acide nuclique).

II. 1)

STRUCTURE DES OSES STRUCTURE LINAIRE

Lanalyse lmentaire donne pour formule des oses Cn(H2O)n, avec n compris entre 3 et 7, do leur nom dhydrates de carbone. Selon le nombre datomes de carbone, on distingue les trioses, o n = 3, les ttroses, o n = 4, les pentoses, o n = 5 et les hexoses, o n = 6. Lanalyse fonctionnelle met en vidence la prsence dans la molcule dun groupe carbonyle aldhydique qui caractrise les aldoses (des aldotrioses aux aldohexoses) ou dun groupe carbonyle ctonique subterminal qui dfinit les ctoses (des ctotrioses aux ctohexoses) ; de plus, elle montre la Prsence de (n1) groupes hydroxyle fixs sur une chane carbone linaire.

Critres de caractrisation des oses:3 carbone Nombre datome de carbone 6 carbone Nature du carbonyle Aldhyde Ctone hexose aldose ctose triose

Par convention, les atomes de carbone des aldoses et des ctoses sont numrots dune extrmit lautre de la chane carbone de telle faon que le carbone du groupe carbonyle soit affect du plus petit numro possible : 1 pour les aldoses, 2 pour les ctoses.

De nombreuses conformations tant, a priori, possibles, on reprsente les oses selon une convention dite projection de Fischer, universellement adopte ; on dispose tous les atomes de carbone sur une ligne verticale, et les groupes hydroxyles secondaires de part et dautre de ce plan. Les travaux dEmil Fischer ont permis de connatre les dispositions relatives des groupes hydroxyles des oses, et en particulier de deux parmi les plus importants, le glucose, un aldohexose, et le fructose, un ctohexose

REPRSENTATION SCHMATIQUE DES OSES SIMPLE :La chane carbone est reprsente par un trait vertical. Seuls les groupements hydroxyles prsents sur des carbones asymtriques sont reprsents par des traits horizontaux. Dans le cas dun ctose on fera galement apparatre la fonction ctone.

Notion du pouvoir rotatoire et activit optique:La polarimtrie est une technique exprimentale base sur la mesure de la dviation du plan de polarisation dune lumire polarise ,traversant une solution compose dune ou de plusieurs molcules chirales . Une molcule chirale est une molcule possdant au moins un carbone asymtrique ,cest--dire, porteur de quatre radicaux diffrents. Cette molcule naccepte aucun plan de symtrie

Une molcule chirale est une molcule optiquement active cest--dire capable de dtourner le plan de la lumire polarise La mesure de l angle de dviation de la lumire polarise est donc une caractristique de la substance chirale (pouvoir rotatoire). Le faisceau de lumire polarise sera dvi : droite si le compos est dextrogyre d ( +): >0 gauche si le compos est lvogyre l ( - ): < 0

Le pouvoir rotatoire spcifique est mesur laide dun appareil appel polarimtre . Selon la loi de BIOT : =[ ]20

xLxC

[ ] 20 : angle de rotation; L: la longueur du tube du polarimtre ,exprime en dcimtre; C: la concentration en g/100 ml de la solution.

Exemple: Le D-glycraldhyde = +14 Le L-glycraldhyde = -14 Ces deux composs ont des proprits physiques et chimiques identiques lexception de leur action sur la lumire polarise.

Lorsque des quantits gales disomres d et l sont prsentes, le mlange rsultant na pas dactivit optique; car lactivit dun isomre annule celle de lautre. le mlange est dit Racmique, cest--dire que les deux composs ,qui des concentrations identiques, devient la lumire polarise dune mme valeur angulaire ,mais en sens opposs

Cette loi est donc additive, c'est--dire que le pouvoir rotatoire d'un mlange est la somme des pouvoirs rotatoires des composs qui constituent ce mlange.

FILIATION DES OSESDes procds spcifiques aux sucres permettent de rallonger ou de raccourcir la chane carbone. Il s'agit de la dgradation de WOHL-ZEMPLEN ,qui rduit le nombre de carbone et de la synthse cyanhydrique de KILIANI FISCHER ,qui l'augmente. On passe du D-glycraldhyde ou de la dihydroxyactone aux ttroses puis aux pentoses et enfin aux hexoses en additionnant, chaque tape, juste en dessous de latome de carbone du groupe carbonyle, un atome de carbone ttradrique (ombr en rouge) porteur dun groupe hydroxyle et dun atome dhydrogne. Ce carbone est donc un nouveau centre de chiralit, avec deux orientations relatives possibles des substituants, ce qui cre un nouveau couple de stroisomres.

Dans la projection de FISCHER, tous les oses dont l'hydroxyle port par l'avant dernier carbone (Cn-1) est droite sont de la srie D , de mme pour la srie L dont l'hydroxyle port par l'avant dernier carbone est gauche. NB: lappartenance la srie D ou L est totalement diffrente du pouvoir rotatoire d ou l ,ce dernier est une donne exprimentale.

Diffrents types disomreLes isomres sont des molcules qui ont la mme formule brute et diffrent par leur formue dveloppe on distingue : Les isomres de fonction: ex glucose et fructose (C6H12O6) Les stro-isomres ont la mme formule structurale de base et qui sont diffrents par l orientation de leurs groupements . Les nantiomres sont des stro-isomre image lune de lautre dans un miroir Les diastro-isomres sont les stro-isomres qui ne sont pas nantiomres.

Le nombre de stro-isomres est gale 2n ou n est le nombre de carbones asymtriques.Exemple : Le glucose(hexose) est un ose 6 carbones a 4Carbones asymtriques. Le nombre disomre est gale 2n ; Il existe donc 24 =16 stro-isomres dont 8 de la srie D et 8 de la srie L. Les sucres naturels et la plus part des monosaccharides synthtiss par les mammifres sont de configuration D . Les enzymes responsables de leur mtabolisme sont spcifiques de cette configuration; du fait quelles fonctionnent de manire tridimensionnelle , elles peuvent faire la diffrence entre un isomre D ou L et sont souvent spcifiques dune configuration donne.

LES EPIMRES Les pimres sont des stro-isomres qui ne diffrent entre eux que par la configuration spatial dun seul centre dasymtrie molculaire dans une molcules qui peut en contenir plusieurs. Elle est ralise par voie chimique ou enzymatique (pimrase). Exemple: Le Galactose est un pi mre en C4 du Glucose; Le Mannose est un pi mre en C2 du Glucose . Importance des pimrases: Labsence dpimrase empche la transformation du Galactose en Glucose et entrane une des formes de la galactosmie congnitale du nouveau-n.

EXEMPLE DPIMRISATION

1 2 3 4 5 6

Exercice