Transcript Les glucides

Les glucides
Définition
Glucides: aspects chimiques
Principales fonctions
Glucides: aspects chimiques
Autres principales fonctions
Classification
• Glucides simples = OSES
Glucose, Galactose, Mannose, Fructose, Ribose,…
• Glucides complexes = OSIDES
Uniquement des oses ou des dérivés d’oses
=> holosides
 2 oses => Disaccharides:
Maltose, Saccharose, Lactose,…
 > 10 oses => Polysaccharides ou polyosides:
Amidon, Glycogène, Cellulose,…
Oses + fraction non osidique
 protéine
 lipide
 autre
=> Glycoprotéines
=> Glycolipides
=> Hétérosides
Glycoconjugués
Un ose comporte généralement
H
 une fonction
réductrice
ALDEHYDE
O
ALDOSE
C
O
CETOSE
ou
CETONE
 plusieurs
fonctions
alcools
C
PRIMAIRE
CH2OH
SECONDAIRE
CHOH
C6H12O6
Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,…..
HEXOSE
CHO – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH - CH2OH
Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,…..
ALDOHEXOSE
CH2OH – CO – CHOH – CHOH – CHOH – CH2OH
CETOHEXOSE
Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,…..
Les oses les plus petits possèdent :
- une fonction réductrice
- deux fonctions alcools
Ce sont des oses à 3 carbones => TRIOSES
CHO
CH2OH
CHOH
CHOH
CH2OH
CH2OH
ALDOTRIOSE
Glycéraldéhyde
Glycérol (n’est
pas un ose mais
un polyol dérivé
de ces trioses)
CH2OH
CO
CH2OH
CETOTRIOSE
Dihydroxyacétone
A et B ne sont pas superposables
A
CHO
C
CH2OH
H
OH
H
B
CHO
CHO
C
C
OH
CH2OH
CH2OH
OH
H
B est l’image de A dans un miroir:
B est l’énantiomère ou isomère optique de A
CHO
CHO
HO
C
H
H
C
OH
Représentation de Fischer
CH2OH
CH2OH
L
- Glycéraldéhyde
D
- Glycéraldéhyde
CHO
H
C
Le carbone central est un carbone asymétrique
car les 4 substituants sont différents.
OH
Il existe donc deux isomères possibles selon
que le –OH est à droite ou à gauche.
CH2OH
CHO
Les aldohexoses, comme le glucose, possède 6
carbones dont 4 sont des carbones asymétriques.
Au niveau de chacun de ces 4 carbones,
le –OH peut être à droite ou à gauche.
Le nombre d’isomères possibles est donc:
2 x 2 x 2 x 2 = 16
GLUCOSE
D
L
MANNOSE
D
L
Idose
Altrose
D
L
D
Allose
D
L
GALACTOSE
D
L
Gulose
L
D
Talose
L
LES EPIMERES DU D-GLUCOSE
AU TOTAL, IL EXISTE DONC 16 ALDOHEXOSES ISOMERES
D
L
béta D- GLUCOPYRANOSE
CYCLISATION
DU D-GLUCOSE
63%
CH2OH
O
C1
O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
C5
H
OH
H
C
O
CH2OH
OH
OH
O
O
OH
C
H
OH
CH2OH
CH2OH
OH
O
D-Glucose
H
OH
(forme linéaire)
<1%
H
H
OH
C
O
O
H
OH
37%
alpha D- GLUCOPYRANOSE
béta D- FRUCTOFURANOSE
CYCLISATION
DU D-FRUCTOSE
CH2OH
O
O
OH
H
C
OH
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
H
CH2OH
C2
CH2OH
H
CH2OH
OH
O
O
OH C
C5
CH2OH
CH2OH
CH2OH
OH
O
D-Fructose
(forme linéaire)
OH
O
H
OH
alpha D- FRUCTOFURANOSE
RECAPITULATIF
LES CONVENTIONS
CHO 1
 Représentation linéaire (verticale) de Fischer avec la fonction
aldéhyde (ou cétone) vers en haut
2
3
 Numérotation des atomes de carbone en commençant par le haut
(Formule de Fischer). Le C porteur de la fonction réductrice
doit avoir le n° le plus petit possible
4
5
6
 Série D / Série L = le –OH au niveau de l’avant dernier carbone
(C voisin du –CH2OH porteur du n° le plus élevé) est situé
à DROITE dans la série D, à GAUCHE dans la série L
D-Man
D-Glucose L-Glucose
LES ISOMERES PARTICULIERS
 EPIMERE = différence de positionnement du –OH
sur un seul C (sauf sur le C porteur de la
fonction réductrice)
ex. D-Glucose => D-Mannose
CH2OH
O
H
OH
 ENANTIOMERE = image l’un de l’autre dans un
miroir (orientation différente pour TOUS
les –OH)
ex. D-Glucose => L-Glucose
OH
OH
OH
OH
O
CH2OH
OH
OH
ex. béta => alpha
H
OH
 ANOMERE = différence de positionnement du
–OH sur le carbone porteur de la fonction
réductrice => concerne la forme cyclique
R
E
D
U
C
T
I
O
N
- CH3
+
Alcool
OXYGENE
- CH2OH
-
Aldéhyde
HYDROGENE
- CHO
+
Acide
- COOH
OXYGENE
O
X
Y
D
A
T
I
O
N
OXYDATION
CH2OH
CH2OH
CHO
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
H
H
OH
OH
CH2OH
Glucose
COOH
CH2OH
CHO
CH2OH
COOH
O
OH
O
O
OH
OH
H
OH
OH
Gluconolactone
(forme cyclique de l’acide
gluconique)
OH
CH2OH
Acide
gluconique
COOH
Acide glucuronique
OH
OXYDATION
CHO
Glucose
CH2OH
COOH
CHO
COOH
CH2OH
COOH
COOH
Acide
gluconique
Acide
glucuronique
Acide
glucarique
REDUCTION
CHO
CHO
CH2OH
O
CH2OH
CH2OH
Glucose
CH2OH
Sorbitol
CH2OH
CH2OH
CH2OH
Fructose
Mannose
CH2OH
Mannitol
ATP
ADP
Adénosine triphosphate
Adénosine diphosphate
Adénine – Ribose – P – P - P
Adénine – Ribose – P – P
CH2OH
CH2O - P
O
OH
O
OH
OH
OH
H
OH
Glucose
OH
Glucokinase
ou
Hexokinase
OH
H
OH
Glucose 6 phosphate
COOH
VOIE D’OXYDATION DU GLUCOSE
Glucose
6 phosphate
6 phospho
gluconolactone
CH2O- P
CH2O - P
O
OH
OH
Glucose 6 phosphate
deshydrogénase
(GP6D)
CH2O - P
O
O
OH
OH
H
OH
OH
OH
NADP
NADP H2
béta D- FRUCTOFURANOSE
CYCLISATION
DU D-FRUCTOSE
CH2OH
O
O
OH
H
C
OH
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
H
CH2OH
C2
CH2OH
H
CH2OH
OH
O
O
OH C
C5
CH2OH
CH2OH
CH2OH
OH
O
D-Fructose
(forme linéaire)
OH
O
H
OH
alpha D- FRUCTOFURANOSE
CH2OH
Glucose
O
CH2OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
H
OH
H
NH2
CH3 - COOH
Acide acétique
OH
CH2OH
CH2OH
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
H
NH2
Glucosamine
OH
H
NH-CO-CH3
N-Acétyl-Glucosamine
FORMATION D’HOLOSIDES
LIAISON DE PLUSIEURS OSES PAR LIAISON OSIDIQUE,
DANS LA LIAISON OSIDIQUE,
- UN OSE ENGAGE SA FONCTION REDUCTRICE (HEMIACETAL)
- UN AUTRE OSE REAGIT PAR UN DE SES GROUPEMENTS –OH
(FONCTION ALCOOL OU HEMIACETAL)
DISACCHARIDES => 2 oses: Maltose, Lactose, Saccharose
OLIGOSIDES ou OLIGOSACCHARIDES => 3 à 10 oses
POLYOSIDES ou POLYSACCHARIDES => plus de 10 oses:
Amidon, Glycogène, Cellulose
Alpha-D-Glucopyranose
D-Glucopyranose
CH2OH
CH2OH
C1
O
C4
O
H
OH
OH
OH
(H,OH)
HO
OH
OH
OH
H2O
CH2OH
CH2OH
O
O
H
OH
OH
(H,OH)
O
OH
OH
Liaison alpha 1 - 4
OH
Alpha-D-Glucopyranosyl 1 – 4 D-Glucopyranose = MALTOSE
Alpha-D-Glucopyranose
CH2OH
CH2OH
C1
O
H
OH
O
H2O
OH
OH
OH
OH
OH
H
Liaison
alpha 1 - 6
O
OH
CH2OH
CH2
C6
O
OH
OH
(H,OH)
OH
(H,OH)
OH
OH
D-Glucopyranose
O
OH
Alpha-D-Glucopyranosyl
1 – 6 D-Glucopyranose
alpha 1 – 4
AMYLOPECTINE (ramifié)
CH2OH
CH2OH
O
CH2OH
O
alpha 1 – 6
O
O
O
O
CH2OH
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
AMYLOSE (linéaire)
O
alpha 1 – 4
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
Amidon = mélange
d’amylose et
d’amylopectine
Liaisons
alpha 1- 6
Liaisons alpha 1- 4
AMYLOPECTINE
ou
GLYCOGENE
CELLULOSE
CH2OH
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
CH2OH
CH2
O
O
O
Liaisons béta 1- 4
CH2OH
O
O
CH2OH
O
O
O
CELLOBIOSE
(H,OH)
DIGESTION DE L’AMIDON
DANS LE TUBE DIGESTIF
Amylases (liaisons
Maltose
alpha 1-4)
glandes salivaires,
pancréas
Maltotriose
Maltase
alpha 1–6
glucosidase
Dextrines
Glucose
GLYCOGENOLYSE (= Utilisation des réserves de glycogène)
CH2OH
CH2OH
O
Glycogène
CH2OH
O
O
O
O
Pi
Glucose
1 phosphate
CH2OH
O
P
CH2OH
CH2OH
O
Glucose
6 phosphate
CH2O
P
O
O
O
GLYCOCONJUGUES
Glucides + Lipides
=>
GLYCOLIPIDES
Glucides + Protéines
GLYCOPEPTIDES
et GLYCOPROTEINES
D-Galactose, D-Mannose,…
N-Acétyl-D-Galactosamine,
N-Acétyl-D-Mannosamine, NAcétyl-D-Glucosamine,…
L-Fucose, L-Rhamnose,…
Acide sialique (ose acide 9C)
ou acide N-Acétyl-neuraminique
PROTEOGLYCANES
Fraction glucidique:
GLYCOSAMINOGLYCANES
Polymère de disaccharide
[N-Acétyl-hexosamine – Acide uronique]
Gal
GalNAc
CH2OH
O
NANA
CH2OH
O
O
NANA
NH-CO-CH3
CH2OH
O
O
CH2
CH2OH
O
CH2OH
O
CH2OH
O
Man
Man
O
O
O
O
NH-CO-CH3
Man
GlcNAc
NH-CO-CH3
GlcNAc
LIAISON ENTRE FRACTION OSIDIQUE ET FRACTION PROTEIQUE
LIAISON O - OSIDIQUE
CH2OH
LIAISON N - OSIDIQUE
CH2OH
OO H
O
H 2N – ASPARAGINE
H O – SERINE
OH
NH-CO-CH3
N-AcétylD-Galactosamine
Acide aminé
à fonction alcool:
Sérine, Thréonine
(appartenant à une
chaîne protéique)
NH-CO-CH3
N-AcétylD-Glucosamine
Acide aminé
à fonction amide:
Asparagine, Glutamine
(appartenant à une
chaîne protéique)
CH2OH
COOH
O
O
O
N-Acétyl-Glucosamine
NH-CO-CH3
Acide glucuronique
Sulfaté sur certaines fonctions alcools
Hexosamine
Acétylé ou
sulfaté sur N
Acide uronique
Hexosamine
Acétylé ou
sulfaté sur N
Acide uronique
GLYCOSAMINOGLYCANES et PROTEOGLYCANES
ACIDE HYALURONIQUE
N-Acétyl-Glucosamine
Acide glucuronique
CHONDROITINES SULFATE
N-Acétyl-Galactosamine
Acide glucuronique
DERMATANES SULFATE
KERATANES SULFATE
HEPARINE
N-Acétyl-Galactosamine
Acide L-Iduronique et D-glucuronique
N-Acétyl-Glucosamine
Galactose
N-Acétyl-Glucosamine
Acide L-Iduronique et D-glucuronique