Les sucres Benedict Barfoed Bial Seliwanoff Iode

Les sucres - but apprendre à identifier un sucre selon ses propriétés physico-chimiques

Les sucres - objectifs identification des sucres -par tests biochimiques -par chromatographie sur couche mince utiliser les techniques apprises pour identifier un sucre inconnu.

Les sucres - objectifs analyser les sucres retrouvés dans un jus de fruit, du sirop d'érable et du lait étudier l'effet sur goût du lait de la lactase

aussi appelés glucides des "hydrates de carbone": (C●H2O)n où n ≥ 3 Les sucres aussi appelés glucides des "hydrates de carbone": (C●H2O)n où n ≥ 3 classe de molécules biologiques la plus abondante en nature très important dans les systèmes biologiques -acides nucléiques -énergie cellulaire -glycoprotéines -paroi cellulaire (plantes + micro-organismes)

Les sucres - catégories peuvent être classifiés dans 3 catégories selon leur état de polymérisation 1. monosaccharides 2. disaccharides 3. oligosaccharides et polysaccharides

Monosaccharides ne peuvent pas être hydrolysés en sous-unités polyalcools linéaires contient une fonction aldéhyde ou cétone (aldose ou cétose) contient un minimum de 3 carbones (5 C = pentose; 6 C = hexose, etc.)

Monosaccharides ne peuvent pas être hydrolysés en sous-unités polyalcools linéaires contient un minimum de 3 carbones contient une fonction aldéhyde ou cétone caractérisés par # de C et le nature du C=O (aldopentose, cétohexose, etc.) carbonyle détermine la numérotation (= possède le # le plus bas)

Monosaccharides - exemples D-ribose: un aldopentose -détermine la numérotation 5 carbones

Monosaccharides - exemples D-fructose: un cétohexose 6 carbones ribose (aldopentose)

Monosaccharides - forme cyclique en solution les monosaccharides forment des hémiacétals ou hémicétals forme linéaire peu présente, mais en équilibre avec la forme cyclique (=carbonyle potentiel) très important dans la biochimie des glucides réaction entre carbonyle et OH sur C4 ou C5

Monosaccharides - forme cyclique Ex. D-glucose

Monosaccharides - forme cyclique Ex. D-glucose OH sur C5 attaque C=O

Monosaccharides - forme cyclique Ex. D-glucose un hémiacétal

Monosaccharides - forme cyclique Ex. D-fructose cycle avec 5 membres, car le C=O est sur C2 C5 OH + C=O un hémicétal

Monosaccharides - forme cyclique D-glucose - aldose (cycle avec 6 membres) D-fructose - cétose (cycle avec 5 membres)

Monosaccharides - forme cyclique la génération de la forme cyclique créé un nouveau C asymétrique provenant du C=O nommé le carbone anomérique très important dans la biochimie et la nomenclature des glucides

Carbone anomérique D-glucose 2 anomères possibles: (i) α: OH provenant du C=O sous cycle (ii) β: OH provenant du C=O au-dessus cycle

Monosaccharides - forme cyclique la génération de la forme cyclique créé un nouveau C asymétrique provenant du C=O nommé le carbone anomérique très important dans la biochimie et la nomenclature des glucides (α ou β) équilibre en les formes cyclique et linéaire (c.-à-d. C=O potentiel)

Disaccharides deux monosaccharides liés entre eux par une liaison glycosidique exemples -saccharose (ou sucrose, le plus commun, sucre de table) -lactose (sucre retrouvé du lait)

Disaccharides - nomenclature spécifier la nature des monosaccharides les formes cycliques les configurations anomériques le type de liaison glycosidique important de maitriser pour être en mesure de comprendre la biochimie des disaccharides

Disaccharides - nomenclature+chimie saccharose = glucose + fructose lien: α-1,2

Disaccharides - nomenclature+chimie lactose = galactose + glucose lien: β-1,4 À noter: un C=O potentiel sucre réducteur glucose

Disaccharides - nomenclature+chimie saccharose = glucose + fructose lien: α-1,2 À noter: sucre non-réducteur les 2 C impliqués dans le lien glycosidique sont les anciens C anomériques ≠ C=O potentiel

Polysaccharides 3 à 20 unités → oligosaccharides >20 unités → polysaccharides 2 classes: -de structure (cellulose, chitine) -de réserve (amidon, glycogène) cellulose, un polymère d'unités de D-glucose liées β(1→4), est responsable pour plus que 50% du carbone dans la biosphère

lien β(1→4) Polysaccharides cellulose, un polymère d'unités de D-glucose liées β(1→4), est responsable pour plus que 50% du carbone dans la biosphère lien β(1→4)

Amidon vs cellulose polysaccharides composés uniquement d'unités de glucose (amidon = entreposage, cellulose = structure) on peut digéré l'amidon, mais pas cellulose explication ?

Amidon vs cellulose polysaccharides composés uniquement d'unités de glucose (amidon = entreposage, cellulose = structure) on peut digéré l'amidon, mais pas cellulose explication: nos enzymes digère seulement les liens glycosidiques α(1→4) amidon: liens α(1→4) cellulose: liens β(1→4) exemple de l'importance de comprendre la biochimie des glucides

application médicale des polysaccharides Acide hyaluronique application médicale des polysaccharides un glycosaminoglycane (chaîne très longue de l'ordre de milliers de sucres) polymère de disaccharides liés entre eux par des liaisons glycosidiques alternées β1,4 et β1,3 acide D-glucuroniqe D-N-acétylglucosamine

Acide hyaluronique aide à protéger les articulations (ingrédient principal du liquide synovial) patients atteints d'ostéoarthrite ont moins de liquide synovial (=douleur aux articulations) injections intra-articulaire (genou, hanche) avec des produits comme Durolane™ ou Synvisc™ qui sont de l'acide hyaluronique

Acide hyaluronique

Tests biochimiques structures et réactivités chimique des glucides varient beaucoup chimie des glucides est celle du carbonyle (comportent comme des aldéhydes)

Tests biochimiques oxidation du carbonyle = sucre réducteur tous les mono- et beaucoup des disaccharides sont des sucres réducteurs glucose lactose

Tests biochimiques les cétoses requièrent des conditions plus fortes (ou plus longues) que les aldoses fructose

Test de Benedict - sucres réducteurs basé sur la capacité des sucres à réduire un sel de cuivre (Cu2+Cu+) dépend de la présence du groupement aldéhyde (de la forme linéaire) Cu+ forme un précipité rouge de Cu2O qui constitue un test positif sucre réducteur

Test de Barfoed - monosaccharides même principe que Benedict (réduction de Cu2+, formation d'un précipité rouge) permets de différencier un mono- d'un disaccharide chronométrage est important (mono plus vite) test -ve = pas un monosacharide (et non = disaccharide) mono-saccharide

Lunettes et gants obligatoire Test de Bial - pentoses Lunettes et gants obligatoire distinguer entre un pentose et un hexose pentose = bleu-vert hexose = jaune-brun fréquemment utilisé pour détecter les acides nucléiques (i.e. partie ribose) hexose pentose

Test de Seliwanoff - cétoses distinguer les cétose des aldoses aldoses = clairs cétoses = rouge aldose cétose

Test d'iode - polysaccharides réaction avec l'iode en solution dans du KI pour les polysaccharides chacun produit une couleur différente test classique pour l'amidon (nég. = pas un polysacc.) Important de comparer avec un blanc! négatif amidon

Tests biochimiques - sommaire 1. Benedict réducteur(+) vs non-réducteur(-) 2. Barfoed mono(+) vs pas un mono(-) 3. Bial pentose(+) vs hexose(-) 4. Seliwanoff cétose(+) vs aldose(-) 5. Iode poly(+) vs pas un polysacc(-)

Tests biochimiques - observations couleur claire/précipitée temps de réaction réaction –ve = ? réaction +ve = ? pour les sucres standards (8), naturels (4) et l'inconnu (1)

Tests biochimiques - inconnu

Exercice 2: test gustatif Exercice 3: tests biochimiques Plan expérimental Exercice 1: CCM Exercice 2: test gustatif Exercice 3: tests biochimiques N.B. Un étudiant de l'équipe commence l'exercice 1 et l'autre l'exercice 3.

Plan expérimental - CCM voir Sc. 6 pour plus d'information sur CCM plan sur papier ne pas faire de ligne sur la silice pour l'application des échantillons laisser 1-1,5 cm entre échantillons ne pas déposer des échantillons trop près des côtés de la plaque

Plan expérimental - CCM Modèle sur papier (mettre sous la plaque) 1,5 cm X X X X X X X X X X X X X X X 20 cm ligne d’application de l’échantillon

Plan expérimental - CCM # Équipe, Révélateur front de migration Solvant: acétate d'éthyle : isopropanol : H2O : pyridine ( 13 : 7 : 4 : 1 )

Plan expérimental - sécurité CCM attention au solvant de migration: contient de la pyridine qui est toxique! CCM sous la hotte lunettes + gants obligatoire

Plan expérimental - CCM 1 plaque par 2 équipes une série de 14 échantillons: 8 sucres connus 2 sucres inconnus (1/équipe) 4 "produits" (lait, lait+lactase, sirop d'érable et jus d'orange)

Plan expérimental - CCM si tout va bien...

Plan expérimental - lactase enzyme qui hydrolyse le lactose dans le lait, donnant glucose et galactose lactose galactose + glucose lactase

Lactase - manque problème peu de lactase = crampes et diarrhée causées par le lactose solution traiter le lait avec la lactase (Lactaid®) en laboratoire comparer le lait de vache nature avec du lait traité avec la lactase (corridor, gants+sarrau)

Plan expérimental - tests biochimiques en arrivant partir le bain d'eau bouillante (+ "boil-eezers") bécher environ 1/2 - 2/3 plein d'eau récupérer les "boil-eezers" à la fin mettre tous les réactions d'une série ensemble dans le bain gants + lunettes

Plan expérimental - tests biochimiques Préparer d'avance un tableau dans votre cahier pour: observations (i.e. formation de ppt rouge) résultats (i.e. = test +) conclusions tirées (i.e. = réducteur, etc.) observations attendues pour une réaction +ve et une réaction –ve.

Plan expérimental - tests biochimiques les 5 tests doivent être faits sur chaque sucre 50 tests/équipe (10 échantillons x 5 tests) 9 sucres 1. amidon 2. fructose 3. galactose 4. glucose 5. lactose 6. maltose 7. ribose 8. saccharose 9. inconnu 1 "produit" 1. lait nature 2. lait traité avec la lactase 3. sirop d'érable 4. jus d'orange Partagez des résultats avec les autres éqipes de la table avant de quitter le laboratoire.

Compte rendu à remettre mardi le 7 avril AVANT 9h (3 groupes) la copie corrigée serait retournée vendredi le 10 avril avant 12h

Compte rendu répondre sur les feuilles fournies remettre l'image, bien identifiée, de la CCM remettre une copie du tableau des résultats pour tous les tests biochimiques -vos observations (couleur, précipité) -les résultats (+ve ou -ve ) -les conclusions tirées (sucre réducteur etc)

Compte rendu

Compte rendu répondre sur les feuilles fournies remettre l'image, bien identifiée, de la CCM remettre une copie du tableau des résultats pour tous les tests biochimiques Attention - indiquer si un résultat n’est pas correct pour un sucre connu dans le tableau (ex. test de Barfoed négatif pour un monosaccharide)

Les sucres - questions Benedict Barfoed Bial Seliwanoff Iode

Cahier de laboratoire remettez vos cahiers de laboratoire en arrivant à l'examen (11 avril, 9h) incluez tous les comptes rendus corrigés (incluant celui de la Sc.10) dans le cahier

Examen final Date: samedi 11 avril 2015 Heure: 9h00 à 12h00 Locaux: D7-2017 Allaf à Charbonneau D7-3016 Chen à McKenna D7-3021 Mercier à Valois

Examen final aucune documentation permise aucune cellulaire permise apportez une calculatrice de base

Examen final Style des questions choix multiples vrai/faux (± explications) réponses courtes (remplir les espaces) développement / analyse / interprétation de résultats autres … (ex. tracer un graphique, calculs)

Examen final Contenu des questions: calculs (conversion d'unités, facteur de dilution, etc.) préparation de solutions élaboration de protocoles: connaissance et compréhension des étapes, incluant l’utilisation des instruments connaissance des réactifs et leurs rôles

Examen final Contenu des questions: analyse/interprétation des résultats identification de sources d’erreurs, comment les éliminer et améliorer un protocole consulter le site Moodle du cours pour toutes les informations suggestion: refaire les exercices de préparation suggestion: réviser les CR corrigés