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 => Glycoprotéines lipide => Glycolipides autre => Hétérosides Glycoconjugués

Un ose comporte généralement H ALDOSE ALDEHYDE une fonction réductrice ou C O CETONE CETOSE CH2OH plusieurs fonctions alcools PRIMAIRE CHOH SECONDAIRE

C6H12O6 HEXOSE ALDOHEXOSE CETOHEXOSE Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,….. CHO – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH - CH2OH ALDOHEXOSE Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,….. CH2OH – CO – CHOH – CHOH – CHOH – CH2OH CETOHEXOSE Glucose, Galactose, Mannose, Fructose,…..

CHO CHOH CO CH2OH Glycéraldéhyde Dihydroxyacétone ALDOTRIOSE CETOTRIOSE Les oses les plus petits possèdent : une fonction réductrice deux fonctions alcools Ce sont des oses à 3 carbones => TRIOSES Glycéraldéhyde Dihydroxyacétone Glycérol (n’est pas un ose mais un polyol dérivé de ces trioses)

H OH OH L D C C C C C CHO CHO CH2OH CHO CH2OH CH2OH CHO CHO HO H H OH A A et B ne sont pas superposables B CHO CHO C CH2OH CHO H OH C C H H CH2OH OH OH CH2OH 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 D - Glycéraldéhyde - Glycéraldéhyde

CHO Le carbone central est un carbone asymétrique car les 4 substituants sont différents. H C OH Il existe donc deux isomères possibles selon que le –OH est à droite ou à gauche. CH2OH Les aldohexoses, comme le glucose, possède 6 carbones dont 4 sont des carbones asymétriques. CHO 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

LES EPIMERES DU D-GLUCOSE MANNOSE Allose GALACTOSE D L D L D L D L Idose Altrose Gulose Talose D L D L D L D L LES EPIMERES DU D-GLUCOSE AU TOTAL, IL EXISTE DONC 16 ALDOHEXOSES ISOMERES

CYCLISATION DU D-GLUCOSE D-Glucose C O 63% C1 C5 (forme linéaire) béta D- GLUCOPYRANOSE CYCLISATION DU D-GLUCOSE 63% OH CH2OH O H O H C1 CH2OH HO C O C OH H C CH2OH OH O H OH CH2OH O H O H C5 D-Glucose (forme linéaire) <1% C O 37% alpha D- GLUCOPYRANOSE

CYCLISATION DU D-FRUCTOSE C2 C5 D-Fructose (forme linéaire) béta D- FRUCTOFURANOSE CYCLISATION DU D-FRUCTOSE OH CH2OH O O H CH2OH HO C O C OH H C2 C CH2OH OH O H OH CH2OH O O H C5 D-Fructose (forme linéaire) alpha D- FRUCTOFURANOSE

RECAPITULATIF CHO LES CONVENTIONS Représentation linéaire (verticale) de Fischer avec la fonction aldéhyde (ou cétone) vers en haut CHO 1 2 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 3 4 5 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 6

ex. D-Glucose => L-Glucose EPIMERE = différence de positionnement du –OH sur un seul C (sauf sur le C porteur de la fonction réductrice) ex. D-Glucose => D-Mannose ENANTIOMERE = image l’un de l’autre dans un miroir (orientation différente pour TOUS les –OH) ex. D-Glucose => L-Glucose ANOMERE = différence de positionnement du –OH sur le carbone porteur de la fonction réductrice => concerne la forme cyclique ex. béta => alpha LES ISOMERES PARTICULIERS OH CH2OH O H D-Glucose L-Glucose D-Man

OXYDATION REDUCTION - CH3 - CH2OH - CHO - COOH + OXYGENE - HYDROGENE Alcool - HYDROGENE - CHO Aldéhyde + OXYGENE - COOH Acide

CH2OH COOH Glucose Acide gluconique OXYDATION CHO Acide glucuronique OH O H O H Gluconolactone (forme cyclique de l’acide gluconique)

OXYDATION Glucose Acide Acide Acide gluconique glucarique glucuronique CHO Glucose COOH Acide glucarique CH2OH CHO COOH CH2OH COOH Acide gluconique Acide glucuronique

REDUCTION Glucose Mannose Fructose Sorbitol Mannitol CHO CH2OH CHO O

ATP ADP Adénosine triphosphate Adénosine diphosphate Adénine – Ribose – P – P - P Adénine – Ribose – P – P OH CH2OH O H CH2O - P O O H OH Glucokinase ou Hexokinase OH H OH Glucose Glucose 6 phosphate

VOIE D’OXYDATION DU GLUCOSE CH2O- P COOH VOIE D’OXYDATION DU GLUCOSE Glucose 6 phosphate 6 phospho gluconolactone O OH CH2O - P H O H Glucose 6 phosphate deshydrogénase (GP6D) OH CH2O - P O NADP NADP H2

CYCLISATION DU D-FRUCTOSE C2 C5 D-Fructose (forme linéaire) alpha D- FRUCTOFURANOSE C CH2OH OH O H O H béta D- FRUCTOFURANOSE HO C O C5 C2

N-Acétyl-Glucosamine CH2OH Glucose O OH OH CH2OH O H OH OH H NH2 CH3 - COOH Acide acétique CH2OH NH2 CH2OH O OH H O OH OH OH H NH-CO-CH3 Glucosamine 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

H2O Alpha-D-Glucopyranose D-Glucopyranose OH CH2OH O H OH CH2OH O HO (H,OH) C1 C4 H2O OH CH2OH O H (H,OH) Liaison alpha 1 - 4 Alpha-D-Glucopyranosyl 1 – 4 D-Glucopyranose = MALTOSE

H2O Alpha-D-Glucopyranose D-Glucopyranose Alpha-D-Glucopyranosyl OH CH2OH O H C1 OH CH2OH O H CH2 (H,OH) Liaison alpha 1 - 6 H2O OH CH2OH O (H,OH) C6 D-Glucopyranose Alpha-D-Glucopyranosyl 1 – 6 D-Glucopyranose

AMYLOPECTINE (ramifié) alpha 1 – 4 AMYLOPECTINE (ramifié) O CH2OH alpha 1 – 6 O O CH2OH CH2 OH alpha 1 – 4 Amidon = mélange d’amylose et d’amylopectine AMYLOSE (linéaire)

Liaisons alpha 1- 6 AMYLOPECTINE ou GLYCOGENE Liaisons alpha 1- 4

CELLULOSE O CH2OH CH2 Liaisons béta 1- 4 O (H,OH) CH2OH CELLOBIOSE

Amylases (liaisons alpha 1-4) DIGESTION DE L’AMIDON DANS LE TUBE DIGESTIF Amylases (liaisons alpha 1-4) glandes salivaires, pancréas Maltose Maltotriose Maltase alpha 1–6 glucosidase Dextrines Glucose

Glycogène Pi Glucose 1 phosphate Glucose 6 phosphate GLYCOGENOLYSE (= Utilisation des réserves de glycogène) O CH2OH Glycogène Pi Glucose 1 phosphate O CH2OH P O CH2OH Glucose 6 phosphate O CH2O P

GLYCOCONJUGUES Glucides + Lipides GLYCOLIPIDES Glucides + Protéines => Glucides + Protéines GLYCOPEPTIDES et GLYCOPROTEINES PROTEOGLYCANES Fraction glucidique: GLYCOSAMINOGLYCANES Polymère de disaccharide D-Galactose, D-Mannose,… N-Acétyl-D-Galactosamine, N-Acétyl-D-Mannosamine, N-Acétyl-D-Glucosamine,… [N-Acétyl-hexosamine – Acide uronique] L-Fucose, L-Rhamnose,… Acide sialique (ose acide 9C) ou acide N-Acétyl-neuraminique

Gal GalNAc Man Man GlcNAc GlcNAc Man NANA NANA CH2OH O NH-CO-CH3 CH2OH

LIAISON ENTRE FRACTION OSIDIQUE ET FRACTION PROTEIQUE LIAISON O - OSIDIQUE LIAISON N - OSIDIQUE H 2N – ASPARAGINE CH2OH O O H H O – SERINE CH2OH O O H NH-CO-CH3 NH-CO-CH3 N-Acétyl- D-Galactosamine N-Acétyl- D-Glucosamine Acide aminé à fonction amide: Asparagine, Glutamine (appartenant à une chaîne protéique) Acide aminé à fonction alcool: Sérine, Thréonine (appartenant à une chaîne protéique)

N-Acétyl-Glucosamine Acide glucuronique CH2OH COOH NH-CO-CH3 N-Acétyl-Glucosamine Acide glucuronique Sulfaté sur certaines fonctions alcools Hexosamine Acide uronique Hexosamine Acide uronique Acétylé ou sulfaté sur N Acétylé ou sulfaté sur N

GLYCOSAMINOGLYCANES et PROTEOGLYCANES N-Acétyl-Glucosamine Acide glucuronique ACIDE HYALURONIQUE CHONDROITINES SULFATE N-Acétyl-Galactosamine Acide glucuronique N-Acétyl-Galactosamine Acide L-Iduronique et D-glucuronique DERMATANES SULFATE N-Acétyl-Glucosamine Galactose KERATANES SULFATE N-Acétyl-Glucosamine Acide L-Iduronique et D-glucuronique HEPARINE