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Glucides, oses et osides
Franck Rencurel,PhD
BTS diétéique, 2019-2020
1Franck Rencurel 2019-2020
2Franck Rencurel 2019-2020
Objectifs pédagogiques
A la fin de cours vous devez être en mesure de faire la
différence entre un ose, un oside, un ose simple et un
polyholoside. Vous devez connaitre la structure primaire et
secondaire du glucose, fructose, lactose, mannose. Être
capable de faire une représentation de Haworth d’un ose
simple à partir d’une représentation de Fisher.
Connaitre les définitions d’énantiomères, isomères et
d’expliquer les différences en un une forme D et L d’un
ose.
Les propriétés réductrices et oxydantes des oses.
3Franck Rencurel 2019-2020
Plan du cours
Partie I
I-Définitions et rôles
II-Structure
Structure linéaire
Stéréosisomères
Chiralité, séries D et L
Structures cycliques
III-propriétés chimiques
liées au groupement réducteur
oxydation
Franck Rencurel 2019-2020 4
Parti
e I
5Franck Rencurel 2019-2020
I-Définitions et rôles
•Les glucides constituent un ensemble de substances
dont les unités de base sont les sucres simples appelés
oses ou monosaccharides.
•Les oses ont été définis comme des aldéhydes ou des
cétones polyhydroxylées.
•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 provient de la
photosynthèse, processus qui incorpore le CO2 dans
les glucides. ou d'oses et d'une partie non glucidique
(ou aglycone) et s'appelent des hétérosides ou
hétérosaccharides.
Fonction aldéhyde
Fonction cétone
I- Définition et Rôles
Franck Rencurel 2019-2020 6
Un ose comporte généralement:
I-Définition et rôles
Franck Rencurel 2019-2020 7
Classification
OSES
Ou
Sucres simples
(non hydrolysables)
Dérivés d’oses
Par modification d’une
fonction chimique
Osides
Ou
Sucres combinés
(hydrolysables
Holosides
Hydrolyse 
uniquement des oses
Hétérosides
Hydrolyse  oses
+ aglycones
Franck Rencurel 2019-2020 8
D-glucosamine D-glucose
Osamine= Ose avec une fonction alcool (-Oh) remplacée
Par une fonction amine (-NH2)
9Franck Rencurel 2019-2020
Plusieurs rôles capitaux dans les cellules :
Réserve énergétique sous forme polymérisée : Amidon et
glycogène
Elément de structure de la cellule: Les mucopolysaccharides
chez les animaux supérieurs, la cellulose chez les végétaux.
Eléments de reconnaissance et de communication
entre cellules : Les polyosides des groupes sanguins, les
polyosides antigéniques des bactéries.
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.
I-Définitions et rôles
Franck Rencurel 2019-2020 10
On subdivise les glucides selon leur degré de
polymérisation :
Les oligosaccharides sont des polymères de 2 à 20
résidus d'oses, les plus communs étant les disaccharides
Les polysaccharides sont composés de plus de 20
unités.
Les glucides sous forme polymérisée sont appelés
des osides.
Ils peuvent être composés seulement d'oses et
s'appellent des holosides ou homosaccharides
I-Définitions et rôles
II-Structure
Franck Rencurel 2019-2020 11
Oses+ fraction non osidique (aglycone)
Protéines (glycoprotéines)
 Lipides (glycolipides) Glycoconjugués
Chitine
Glucose
Amine acétyl
Acetyl-glucosamine
12Franck Rencurel 2019-2020
II-Structures
A- Structure linéaire
1- Nomenclature
Formule brute Cn(H20)p, d'où l'ancienne appellation d'hydrates de carbone.
Dans la même molécule il y a présence :
d'une fonction réductrice aldéhyde ou cétone et d'au moins une fonction
alcool.
•Les Oses avec fonction aldéhydique  Des aldoses . Le carbone 1 porte la
fonction aldehyde
•Les Oses avec fonction cétone  Des cétose. Le carbone 2 porte la fonction
cétone.
• Les premiers oses qui ont un rôle biologique sont des oses en C3 ou triose, il
s'agit du glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone
Franck Rencurel 2019-2020 13
II-Structures
A- Structure linéaire
C
O
H
C
O
Aldehyde
Cétone
Les oses portent une fonction alcool sur tous
leurs carbones Sauf 1.
•Si celui si porte une fonction aldehyde (en bout
de chaine)c’est un Aldose
•Si celui si porte une fonction cétone (le carbone
2) c’est un Cetose
1
2
3
4
5
6
Numérotation
des carbones
D-Glucose
14Franck Rencurel 2019-2020
II Structure
Fonction aldehyde
1
2
3
Dihydroxyacétone
Fonction cétone
1
2
3
15Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
2- Structure linéaire, projection de Fisher
Projection de Fisher
•Par convention, les liaisons représentées horizontalement pointent en
avant du plan et les liaisons représentées verticalement pointent en
arrière du plan.
•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.
16Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
2-Stéréoisomères et chiralité
Le glycéraldéhyde possède un carbone dont les quatre substituants sont des
groupes différents, il s'agit donc d'un carbone asymétrique ou chiral.
Le glycéraldéhyde peut donc exister sous deux formes différentes (image l'une
de l'autre dans un miroir et donc non superposables)
Les 2 composés sont appelés énantiomères
Miroir
Carbone Chiral
C
CH2OH
CHO
OH
H
C
CH2OH
CHO
OH
H
C
CH2OH
CHO
H
OH
A B
A et B ne sont pas superposables
B est l’image de A dans un miroir:
B est l’énantiomère ou isomère optique de A
17Franck Rencurel 2019-2020
18Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
2- Stéréoisomères et chiralité
Les énantiomères sont qualifiés de D lorsqu’ils dévient la lumière
polarisée vers la droite Et L lorsque la lumière polarisée est déviée
vers la gauche
19Franck Rencurel 2019-2020
II Structure
3- Séries D et L des oses
le symbole D défini l'énantiomère dextrogyre, c'est-à-dire le composé qui
dévie le plan de la lumière polarisée vers la droite (dans le sens des aiguilles
d'une montre).
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.
Carbone Chiral 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
Franck Rencurel 2019-2020 20
CH2OH
CHO
C OHH
Représentation de Fischer
L - Glycéraldéhyde D- Glycéraldéhyde
CH2OH
HO C H
CHO
II-Structure
Carbone Chirale
21Franck Rencurel 2019-2020
II-structure
Exemple du glucose : c'est un ose à 6 carbones (n=6) ou hexose. Il
existe donc 16 stéréoisomères (2 n-2= 2 4), 8 de la série D et 8 de la
série L.
3- Séries D et L des oses
22Franck Rencurel 2019-2020
II-structure
3 Serie D et L des oses
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.
On appelle épimères des stéréoisomères qui ne diffèrent par la
configuration que d'un seul carbone chiral.
 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
OH
OH
OHCH2OH
OOH
OH
H
OH
H
OH
D-Glucose L-GlucoseD-Man
23Franck Rencurel 2019-2020
Franck Rencurel 2019-2020 24
II-structure
3- Séries D et L des oses
Le Mannose et le Galactose sont deux épimères du Glucose
25Franck Rencurel 2019-2020
II Structure
Série ascendante des D-cétoses et épimères des cétohéxoses
Pentoses
Epimères Epimères
26Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
B-structure cyclique, mutarotation et anomères du D glucose
Le phénomène de mutarotation implique l'existence d'un carbone asymétrique
supplémentaire.
La solubilisation du glucose donne 2 solutions appelées respectivement α et
β-glucose:
Ces deux solutions dévient la lumière polarisée mais se distinguent par leur
pouvoir rotatoire spécifique [α]20
D mesuré sur des solutions fraîches.
Les deux font dévier la lumière polarisée dans le même sens mais la valeur de
l’angle avec laquelle il faut tourner le deuxième cristal du polarimètre pour
faire disparaitre le faisceau lumineux est différente.
Pour le a-D-glucose l’angle est de 112°2 pour le b-D-glucose l’angle est de
18°7.
Lorsqu’on laisse la solution vieillir contenant les deux formes dissoutes dans
l’eau, le pouvoir rotatoire se modifie pour atteindre une valeur commune de
52°7 Ce phénomène a été appelé mutarotation par Lowry (1889)
Franck Rencurel 2019-2020 27
II-Structure
B-structure cyclique, rotatoire
Le pouvoir rotatoire spécifique: [α]20
D est mesuré avec un appareil qui s'appelle
un polarimètre.
On le définit en précisant la température, la longueur d'onde à laquelle est
effectuée la mesure.
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.
Franck Rencurel 2019-2020 28
II-Structure
Le Polarimètre
Détermine l’angle d’extinction et donc
La valeur du pouvoir rotatoire de la solution
Polarisation de la lumière
Déviation de la lumière polarisée
Par la solution étudiée
Franck Rencurel 2019-2020 29
II-Structure
B-structure cyclique, rotatoire
Ce phénomène observé avec le D-glucose en solution aboutit à la
conclusion suivante:
Les formes a et b du D-glucose ne sont pas des chaines ouvertes
comme dans la représentation linéaire mais résultent de la cyclisation
par réaction entre l’hydroxyle alcoolique du carbone 4 ou carbone 5 et
la fonction aldehyde du carbone 1
30Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
Conventions dans la représentation
cyclique :
•Toute la chaîne des carbones est
dans un même plan,
•La ligne épaisse représente la partie
du cycle orientée vers l'observateur
•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.
2- Projection de Haworth
Fisher Haworth
Franck Rencurel 2019-2020 31
II-Structure
2- Projection de Haworth
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 aldéhyde 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'α-
D-glucopyranose si l'hydroxyle porté par le carbone 1 est en dessous
du cycle ou le β-D-glucopyranose dans le cas contraire.
32Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
B- Structure cyclique
On obtient donc un nouveau carbone asymétrique et les deux isomères ne diffèrent
que par la position d'un groupement sont appelés anomères.
a et b D-Glucose
33Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
Le groupement hydroxyle porté par le carbone 5 peut également
réagir et on obtient un cycle à 5 sommets ou cycle furanose.
2- Projection de Haworth
D-Glucose
(forme linéaire)
CYCLISATION DU D-GLUCOSE
a D- GLUCOPYRANOSE
OH
CH2OH
O
OH
OH
H
O H
CH2OH
HO
C O
C
C
C
C
OHH
OH
OH
H
H
H
H
C
CH2OH
OH
OH
O
H
O
H
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
H
O H
bD- GLUCOPYRANOSE 63%
37%
<1%
C1
C5
C O
C
C
34Franck Rencurel 2019-2020
D-Fructose
(forme linéaire)
CYCLISATION DU D-FRUCTOSE
a D- FRUCTOFURANOSE
C
CH2OH
OH
O
CH2OH
O
H
OH
OH
CH2OH
O
OH
CH2OH
O H
b D- FRUCTOFURANOSE
CH2OH
HO
C O
C
C
C
C
OHH
OH
OH
H
H
H
H
OH
CH2OH
O
OH
CH2OH
O H
C5
C2
35Franck Rencurel 2019-2020
36Franck Rencurel 2019-2020
II-Structure
2- Conformation spatiale
Dans le cas du glucopyranose, c'est essentiellement la forme chaise qui existe
les arrangements spatiaux qui ne subissent pas de contraintes stériques sont la
conformation dite en chaise et les autres, moins stables, sont principalement en
conformation dite bateau
37Franck Rencurel 2019-2020
III-Propriétés chimiques
A. Propriétés liées au groupement réducteur
1. Oxydation
Les oses sont des réducteurs plus faibles que les aldéhydes ou les
cétones vrais.
a) Par oxydation douce des aldoses avec Br2 ou I2 en milieu alcalin,
on obtient les acides aldoniques :
le glucose donne l'acide gluconique
le mannose donne l'acide mannonique
le galactose donne l'acide galactonique
- CH3
- CH2OH
- CHO
- COOH
+ OXYGENE
+ OXYGENE
- HYDROGENE
O
X
Y
D
A
TI
O
N
R
E
D
U
C
TI
O
N
Alcool
Aldéhyde
Acide
38Franck Rencurel 2019-2020
39Franck Rencurel 2019-2020
III-Propriétés chimiques
Si la fonction aldéhyde est protégée pendant l'oxydation, on obtient
les acides uroniques oxydés uniquement sur la fonction alcool
primaire:
•le glucose donne l'acide glucuronique
•le galactose donne l'acide galacturonique
Le nom commun d'un acide uronique reprend le nom de l'ose parent,
dans lequel le suffixe -ose est remplacé par -uronique (ex glucose vs
ac. Glucuronique)
CHO
CH2OH
COOH
CH2OH
Glucose
Acide
gluconique
OXYDATION
CHO
COOH
Acide
glucuronique
COOH
COOH
Acide
glucarique
40Franck Rencurel 2019-2020
Franck Rencurel 2019-2020 41
N.B 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 ou acide L-ascorbique.
Etape absente chez l’homme
Apports alimentaires d’Ac. Ascorbique
Essentiels.
Franck Rencurel 2019-2020 42
Acide ascorbique ou vitamine C
Précurseur acide glucuronique.
Présente en quantité substantielle dans les
surrénales, les gencives,
le foie, la peau, le cartilage. Les plus gros
stocks sont dans le foie.
Pas de synthèse chez l’homme ni les
primates.
Présence d’une Mutation sur la L-glucono-
gamma-lactone oxydase.
Une carence en vitamine C donne le
scorbut
Franck Rencurel 2019-2020 43
III-Propriétés chimiques
Franck Rencurel 2019-2020 44
Dans le foie s’effectue la conversion d'un
pigment biliaire, la bilirubine, en un double
glucoside avec l'acide D-glucuronique, pour
obtenir une molécule plus hydrosoluble
permettant sa sécrétion dans la bile
Un taux d'hydrolyse important du glucoside
peut accidentellement libérer de la bilirubine
libre dans les voies biliaires, où elle précipite
en formant des cristaux (calculs biliaires).
Source de bilirubine:
Recyclage de la bile(cycle entéro-hépatique),
dégradation de l’hème
(hémoprotéines cytochromes, hémoglobine)
Franck Rencurel 2019-2020 45
III-Propriétés chimiques
A. Propriétés liées au groupement réducteur
2. Réduction
Les réduction chimiques avec le borohydrure de sodium (Na BH4) ou
enzymatiques transforment les oses en polyalcools.
Il y a transformation de la fonction aldehyde ou cétone en alcool.
C
OH
2H +
C OH
H
H
Alcool Primaire
Aldéhyde
C O
Cétone
2H +
C OHH
Alcool Secondaire
Franck Rencurel 2019-2020 46
III-Propriétés chimiques
2. Réduction
Réaction utilisée pour le dosage des sucres
CHO
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CHO
CH2OHCH2OH
O
CH2OH
CH2OH
CH2OH
Glucose Fructose Mannose
Sorbitol Mannitol
REDUCTION
47Franck Rencurel 2019-2020
48Franck Rencurel 2019-2020
III-Propriétés chimiques
Voie annexe d’utilisation du glucose en cas d’excès d’apport (cf Diabète
hyperglycémie) Présente dans la rétine, les reins. Le sorbitol accumulé entraine
un stress osmotique qui serait responsable des rétinopathies diabétiques
Glycolyse
Le sorbitol est un édulcorant utilisé dans l’industrie agro-alimentaire
Franck Rencurel 2019-2020 49
Parti
e IIIV-étude de qqs oses et dérivés
Oses simples
Osamines
V étude des osides et dérivés
50Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
Le D-ribose est un intermédiaire
de la voie des pentoses. Il se
retrouve dans les acides
nucléiques, dans des molécules
signales (AMP, AMPc) et
constitue la forme de transport
d’énergie cellulaire (ATP)
51Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
La voie des pentoses fournit du ribose
pour les acides nucléiques
(glande mammaire, foie, surrénales,
tissus adipeux)
Chez les herbivores, l’hémicellulose
des végétaux est source de ribose-5-
phosphate
Synthèse des lipides
52Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
Parmi les hexoses, 3 aldohéxoses et 2 cétohéxoses ont un intérêt biologique
•Glucose
•Mannose
•Galactose
•Fructose
•Sorbose
Glucose: principale source d’énergie du corps humain.
Glycémie entre 0,8 et 1g/l de sang
53Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
Produit dans les fruits à partir du fructose
Et par oxydation du mannitol.
Riche dans certaines baies comme les
Canneberges.
Possède des propriétés bactériostatiques et empêche
L’adhérence des bactéries aux tissus comme
Le tractus urinaire et la vessie.
Utile en cas de récidive d’infections urinaires
Le Mannose
54Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
Le galactose
Lactose
Principale source: lait et produits laitiers. On le retrouve dans certains
constituants du cerveau (glycolipides et glycoprotéines).
Métabolisé surtout dans le foie, tissu nerveux, vésicule séminale, cristallin
55Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
A- Les oses simples
Le Fructose
Principale source: Fruits.
Présent en qté importante dans le sperme
(source d’énergie pour les spermatozoïdes).
Très faible quantité dans le plasma
Pouvoir sucrant plus important que celui du
glucose (Corn syrup, sirop de glucose..)
Le miel contient en moyenne 50% de glucose
50% fructose.
Attention un régime riche en fructose favorisera la lipogenèse notamment
au niveau du foie
56Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
B- Les osamines
Les osamines sont considérés comme des oses dans lesquels la
fonction alcool (-OH)est remplacée par un radical aminé (-NH2). Ils
sont synthétisés dans la cellule à partir du Fructose-6_phosphate avec
substitution du –OH sur le carbone 2 par une NH2.
La voie des hexosamines est importante pour la synthèse dans les
voies de signalisation cellulaire, synthèse de protéine, cartilage mais
aussi chez les crustacés et insectes (synthèse de chitine à partir de
glucosamine)
57Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
B- Les osamines
58Franck Rencurel 2019-2020
•La O-GlcNAc glycosylation est une modification post-traductionnelle
réversible, qui implique l’addition de N-Acétyglucosamine sur des protéines
cytosoliques ou nucléaires.
•
La O-GlcNAc glycosylation régule la localisation, la stabilité ou l’activité des
protéines.
• 2 à 3% du glucose qui entre dans la cellule est dirigé vers la voie de
biosynthèse des hexosamines et conduit à la production de l’UDP-GlcNAc
•Des altérations de O-GlcNAc glycosylation ont été impliquées dans des
pathologies humaines comme le diabète, l’obésité et le cancer.
•Ces modifications semblent notamment participer au phénomène de
glucotoxicité associé à l’hyperglycémie chronique.
IV-Etude de quelques oses et dérivés
B- Les osamines
59Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
B- Les osamines
Glucose
N acétyl-D-glucoamine
NH2
Glucosamine
60Franck Rencurel 2019-2020
IV-Etude de quelques oses et dérivés
B- Les acides sialiques
Composés caractéristiques des glycoprotéines. Ils s'y trouvent en bout de
chaîne liés par une liaison α-glycosidique.
La fonction COOH est libre, ce qui confère aux glycoproyéines un caractère
acide marqué.
Les acides sialiques dérivent tous de l'acide neuraminique dont le plus courant
est l'acide N-acétyl neuraminique
Le radical R varie selon les espèce (N-acétyl chez mouton, N-glycolyl chez le porc..)
61Franck Rencurel 2019-2020
Dans les glycoprotéines, les acides sialiques sont disposés à intervalles
réguliers le long de la chaîne. Ils forment ainsi un nuage électronégatif qui,
par répulsion électrostatique, maintient la chaîne allongée sous forme de
bâtonnet.
On retrouve des glycoprotéines à la surface de toutes nos cellules
(reconnaissance du soi, groupes sanguins) c’est aussi par exemple le
récepteur au virus de la grippe
B- Les acides sialiques
62Franck Rencurel 2019-2020
V Etude de quelques osides et dérivés.
Les osides ou glycosides sont des substances dans lesquelles l'hydroxyle du
groupement hémiacétalique du carbone anomèrique 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 0-osidique ou
glycosidique. Les osides donnent par hydrolyse au moins deux oses
A- Définition
?
63Franck Rencurel 2019-2020
V Etude de quelques osides et dérivés.
On classe les holosides suivant le nombre de molécules d’oses qui entrent
en constitution, en diholosides, triholosides, tétraholosides..
Le terme d’oligoholoside regroupe les holosides formés de l’union d’un
petit nombre d’oses.
Quand ils sont formés d’un grand nombre de molécules d’oses on les
appelle polyosides ou polyholosides
A- Définition
Diholoside
Polyholoside
64Franck Rencurel 2019-2020
B- Les diholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
Composés formés de deux oses unis entre eux par des OH après perte d’une
molécule d’eau. La liaison Osidique, est rompue après action d’acides ou
d’enzymes.
Ces holosides sont caractérisés par la nature des oses et par les carbones
par lesquels se fait l’union.
Un holoside est REDUCTEUR si un ou deux groupements réducteurs (fonction
aldéhyde ou cétone) ne sont pas impliqués dans la liaison.
Si les deux fonctions sont impliquées, cet holoside n’est pas réducteur
Exemple d’un diholoside non réducteur: le saccharose
65Franck Rencurel 2019-2020
Diholosides réducteurs
V Etude de quelques osides et dérivés.
Le lactose est présent dans le lait de tous les mammifères à une
concentration variant de 10 à 80g/l (75g/l chez la femme, 48g/l
chez la vache)
Le lactose est cristalisable et possède un faible pouvoir sucrant.
Le galactose est lié au C4 du glucose par son groupement
réducteur
Fonction aldehyde
66Franck Rencurel 2019-2020
Diholosides réducteurs
V Etude de quelques osides et dérivés.
Construction d’un diholoside selon Haworth
67Franck Rencurel 2019-2020
Diholosides réducteurs
V Etude de quelques osides et dérivés.
a,D-glucopyranoside (1  4) D-glucopyranose
Maltose
Produit de la dégradation
(digestion) de l’amidon
ou du glycogène.
Digestion par une maltase (Salive,
suc pancréatique et bactéries
intestinales)
68Franck Rencurel 2019-2020
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
A l’état naturel la plupart des glucides se présentent sous forme de polyholosides.
Le D-glucose est le principal constituant mais il existe des polyholosides
formés à partir du D-mannose, D-arabinose, D-fructose..
La digestion enzymatique ou acide libère les oses les constituant.
Ces polyholosides diffèrent par la longueur de la chaine osidique et la nature des
oses les constituant
Si le polyholoside est constitué d’une seule forme d’ose on par homopolyoside.
69Franck Rencurel 2019-2020
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
L’amidon
Grains d’amidon colorés en
bleu (iode) Dans cellule de
pomme de terre
Polymère de glucose du règne végétal
Existe sous deux formes:
Amylose et amylopectine.
C’est la principale réserve énergétique chez les
végétaux et
La principale source de glucide chez les animaux
Les grains d’amidon sont insolubles à l’eau froide.
A l’eau chaude, une fois dissociés, ces grains donnent
de l’empois d’amidon
Structure colloïdale (gelifiées) du fait du gonflement
des grains d’amidons
Amylose
8 glucoses/tour
Maltose Glucose
Liaisons a 1-4
a-amylase
Liaison a 1-6
enzyme débranchante
70
Amylopectine
(Peu soluble dans l’eau)
Franck Rencurel 2019-2020
Franck Rencurel 2019-2020 71
25 %
75 %
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
L’Amidon
Franck Rencurel 2019-2020 72
Cuisson des pâtes
Des molécules d’eau « ouvrent »
l’amylopectine facilitant sa digestion
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
Amidons résistants
Refroidissement
(salades de pâtes, riz,
pommes de terre)
Structure complexe difficile
d’accès pour l’a-amylase
Franck Rencurel 2019-2020 73
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
L’Amidon
Poids moléculaire élevé : Amidon de maïs PM 77 000
Amidon de blé PM: 170 000
Formule brute (C6 H10 O5)n H20
La digestion de l’amidon donne d’abord des dextrines (polymères
de glucose) puis du maltose (2 glucose).
Digestion de l’amidon: Salive, estomac mais surtout intestin (suc
pancréatique)
74
a-amylase
Ph Optimum 6-7
50% à pH= 4 (estomac)
Inactive à pH= 3
Baisse du pH gastrique
(45 min)
Enzyme encore active dans
estomac et le grêle !
76% de l’amidon de pomme de terre et 59% de l’amidon du pain
est hydrolysé en maltose dans l’estomac par l’a-amylase!
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
Franck Rencurel 2019-2020
Franck Rencurel 2019-2020 75
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
Le glycogène
Le glycogène est un polymère de
glucose semblable à
l'amylopectine, présent dans les
muscles (la viande) et le foie des
animaux.
On qualifie le glycogène de sucre
de réserve des animaux.
L'organisme est capable de
stocker jusqu'à 600 g de
glycogène (200g pour le foie).
Comme l’amidon, par hydrolyse il
donne du glucose.
En présence d’Iode il se colore en
brun acajou
Franck Rencurel 2019-2020 76
C - Les polyholosides
V Etude de quelques osides et dérivés.
La cellulose
Constituant de la paroi des
cellules végétales
« jeunes », l’homme ne
possède pas les enzymes
digestives nécessaire à la
digestion de la cellulose (on
l’appelle « fibre ».
http://www.societechimiquedefrance.fr/cellulose.html
La fibre de coton représente
une des fibres de cellulose
La plus pure
Franck Rencurel 2019-2020 77
V Etude de quelques osides et dérivés.
D- Les hétéosides
Ce sont des composés qui par hydrolyse libèrent un, ou plusieurs, oses ou dérivés
d’oses et une ou plusieurs substances non glucidiques appelées « aglycones »
Exemples.
N-hétéoside
AMP Héparine
Franck Rencurel 2019-2020 78
Fin du cours.
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BTS diététique Oses et osides

  • 1. Glucides, oses et osides Franck Rencurel,PhD BTS diétéique, 2019-2020 1Franck Rencurel 2019-2020
  • 2. 2Franck Rencurel 2019-2020 Objectifs pédagogiques A la fin de cours vous devez être en mesure de faire la différence entre un ose, un oside, un ose simple et un polyholoside. Vous devez connaitre la structure primaire et secondaire du glucose, fructose, lactose, mannose. Être capable de faire une représentation de Haworth d’un ose simple à partir d’une représentation de Fisher. Connaitre les définitions d’énantiomères, isomères et d’expliquer les différences en un une forme D et L d’un ose. Les propriétés réductrices et oxydantes des oses.
  • 3. 3Franck Rencurel 2019-2020 Plan du cours Partie I I-Définitions et rôles II-Structure Structure linéaire Stéréosisomères Chiralité, séries D et L Structures cycliques III-propriétés chimiques liées au groupement réducteur oxydation
  • 5. 5Franck Rencurel 2019-2020 I-Définitions et rôles •Les glucides constituent un ensemble de substances dont les unités de base sont les sucres simples appelés oses ou monosaccharides. •Les oses ont été définis comme des aldéhydes ou des cétones polyhydroxylées. •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 provient de la photosynthèse, processus qui incorpore le CO2 dans les glucides. ou d'oses et d'une partie non glucidique (ou aglycone) et s'appelent des hétérosides ou hétérosaccharides. Fonction aldéhyde Fonction cétone
  • 6. I- Définition et Rôles Franck Rencurel 2019-2020 6 Un ose comporte généralement:
  • 7. I-Définition et rôles Franck Rencurel 2019-2020 7 Classification OSES Ou Sucres simples (non hydrolysables) Dérivés d’oses Par modification d’une fonction chimique Osides Ou Sucres combinés (hydrolysables Holosides Hydrolyse  uniquement des oses Hétérosides Hydrolyse  oses + aglycones
  • 8. Franck Rencurel 2019-2020 8 D-glucosamine D-glucose Osamine= Ose avec une fonction alcool (-Oh) remplacée Par une fonction amine (-NH2)
  • 9. 9Franck Rencurel 2019-2020 Plusieurs rôles capitaux dans les cellules : Réserve énergétique sous forme polymérisée : Amidon et glycogène Elément de structure de la cellule: Les mucopolysaccharides chez les animaux supérieurs, la cellulose chez les végétaux. Eléments de reconnaissance et de communication entre cellules : Les polyosides des groupes sanguins, les polyosides antigéniques des bactéries. 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. I-Définitions et rôles
  • 10. Franck Rencurel 2019-2020 10 On subdivise les glucides selon leur degré de polymérisation : Les oligosaccharides sont des polymères de 2 à 20 résidus d'oses, les plus communs étant les disaccharides Les polysaccharides sont composés de plus de 20 unités. Les glucides sous forme polymérisée sont appelés des osides. Ils peuvent être composés seulement d'oses et s'appellent des holosides ou homosaccharides I-Définitions et rôles
  • 11. II-Structure Franck Rencurel 2019-2020 11 Oses+ fraction non osidique (aglycone) Protéines (glycoprotéines)  Lipides (glycolipides) Glycoconjugués Chitine Glucose Amine acétyl Acetyl-glucosamine
  • 12. 12Franck Rencurel 2019-2020 II-Structures A- Structure linéaire 1- Nomenclature Formule brute Cn(H20)p, d'où l'ancienne appellation d'hydrates de carbone. Dans la même molécule il y a présence : d'une fonction réductrice aldéhyde ou cétone et d'au moins une fonction alcool. •Les Oses avec fonction aldéhydique  Des aldoses . Le carbone 1 porte la fonction aldehyde •Les Oses avec fonction cétone  Des cétose. Le carbone 2 porte la fonction cétone. • Les premiers oses qui ont un rôle biologique sont des oses en C3 ou triose, il s'agit du glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone
  • 13. Franck Rencurel 2019-2020 13 II-Structures A- Structure linéaire C O H C O Aldehyde Cétone Les oses portent une fonction alcool sur tous leurs carbones Sauf 1. •Si celui si porte une fonction aldehyde (en bout de chaine)c’est un Aldose •Si celui si porte une fonction cétone (le carbone 2) c’est un Cetose 1 2 3 4 5 6 Numérotation des carbones D-Glucose
  • 14. 14Franck Rencurel 2019-2020 II Structure Fonction aldehyde 1 2 3 Dihydroxyacétone Fonction cétone 1 2 3
  • 15. 15Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure 2- Structure linéaire, projection de Fisher Projection de Fisher •Par convention, les liaisons représentées horizontalement pointent en avant du plan et les liaisons représentées verticalement pointent en arrière du plan. •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.
  • 16. 16Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure 2-Stéréoisomères et chiralité Le glycéraldéhyde possède un carbone dont les quatre substituants sont des groupes différents, il s'agit donc d'un carbone asymétrique ou chiral. Le glycéraldéhyde peut donc exister sous deux formes différentes (image l'une de l'autre dans un miroir et donc non superposables) Les 2 composés sont appelés énantiomères Miroir Carbone Chiral
  • 17. C CH2OH CHO OH H C CH2OH CHO OH H C CH2OH CHO H OH A B A et B ne sont pas superposables B est l’image de A dans un miroir: B est l’énantiomère ou isomère optique de A 17Franck Rencurel 2019-2020
  • 18. 18Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure 2- Stéréoisomères et chiralité Les énantiomères sont qualifiés de D lorsqu’ils dévient la lumière polarisée vers la droite Et L lorsque la lumière polarisée est déviée vers la gauche
  • 19. 19Franck Rencurel 2019-2020 II Structure 3- Séries D et L des oses le symbole D défini l'énantiomère dextrogyre, c'est-à-dire le composé qui dévie le plan de la lumière polarisée vers la droite (dans le sens des aiguilles d'une montre). 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. Carbone Chiral 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
  • 20. Franck Rencurel 2019-2020 20 CH2OH CHO C OHH Représentation de Fischer L - Glycéraldéhyde D- Glycéraldéhyde CH2OH HO C H CHO II-Structure Carbone Chirale
  • 21. 21Franck Rencurel 2019-2020 II-structure Exemple du glucose : c'est un ose à 6 carbones (n=6) ou hexose. Il existe donc 16 stéréoisomères (2 n-2= 2 4), 8 de la série D et 8 de la série L. 3- Séries D et L des oses
  • 22. 22Franck Rencurel 2019-2020 II-structure 3 Serie D et L des oses 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. On appelle épimères des stéréoisomères qui ne diffèrent par la configuration que d'un seul carbone chiral.
  • 23.  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 OH OH OHCH2OH OOH OH H OH H OH D-Glucose L-GlucoseD-Man 23Franck Rencurel 2019-2020
  • 24. Franck Rencurel 2019-2020 24 II-structure 3- Séries D et L des oses Le Mannose et le Galactose sont deux épimères du Glucose
  • 25. 25Franck Rencurel 2019-2020 II Structure Série ascendante des D-cétoses et épimères des cétohéxoses Pentoses Epimères Epimères
  • 26. 26Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure B-structure cyclique, mutarotation et anomères du D glucose Le phénomène de mutarotation implique l'existence d'un carbone asymétrique supplémentaire. La solubilisation du glucose donne 2 solutions appelées respectivement α et β-glucose: Ces deux solutions dévient la lumière polarisée mais se distinguent par leur pouvoir rotatoire spécifique [α]20 D mesuré sur des solutions fraîches. Les deux font dévier la lumière polarisée dans le même sens mais la valeur de l’angle avec laquelle il faut tourner le deuxième cristal du polarimètre pour faire disparaitre le faisceau lumineux est différente. Pour le a-D-glucose l’angle est de 112°2 pour le b-D-glucose l’angle est de 18°7. Lorsqu’on laisse la solution vieillir contenant les deux formes dissoutes dans l’eau, le pouvoir rotatoire se modifie pour atteindre une valeur commune de 52°7 Ce phénomène a été appelé mutarotation par Lowry (1889)
  • 27. Franck Rencurel 2019-2020 27 II-Structure B-structure cyclique, rotatoire Le pouvoir rotatoire spécifique: [α]20 D est mesuré avec un appareil qui s'appelle un polarimètre. On le définit en précisant la température, la longueur d'onde à laquelle est effectuée la mesure. 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.
  • 28. Franck Rencurel 2019-2020 28 II-Structure Le Polarimètre Détermine l’angle d’extinction et donc La valeur du pouvoir rotatoire de la solution Polarisation de la lumière Déviation de la lumière polarisée Par la solution étudiée
  • 29. Franck Rencurel 2019-2020 29 II-Structure B-structure cyclique, rotatoire Ce phénomène observé avec le D-glucose en solution aboutit à la conclusion suivante: Les formes a et b du D-glucose ne sont pas des chaines ouvertes comme dans la représentation linéaire mais résultent de la cyclisation par réaction entre l’hydroxyle alcoolique du carbone 4 ou carbone 5 et la fonction aldehyde du carbone 1
  • 30. 30Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure Conventions dans la représentation cyclique : •Toute la chaîne des carbones est dans un même plan, •La ligne épaisse représente la partie du cycle orientée vers l'observateur •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. 2- Projection de Haworth Fisher Haworth
  • 31. Franck Rencurel 2019-2020 31 II-Structure 2- Projection de Haworth 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 aldéhyde 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'α- D-glucopyranose si l'hydroxyle porté par le carbone 1 est en dessous du cycle ou le β-D-glucopyranose dans le cas contraire.
  • 32. 32Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure B- Structure cyclique On obtient donc un nouveau carbone asymétrique et les deux isomères ne diffèrent que par la position d'un groupement sont appelés anomères. a et b D-Glucose
  • 33. 33Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure Le groupement hydroxyle porté par le carbone 5 peut également réagir et on obtient un cycle à 5 sommets ou cycle furanose. 2- Projection de Haworth
  • 34. D-Glucose (forme linéaire) CYCLISATION DU D-GLUCOSE a D- GLUCOPYRANOSE OH CH2OH O OH OH H O H CH2OH HO C O C C C C OHH OH OH H H H H C CH2OH OH OH O H O H OH OH CH2OH O OH OH H O H bD- GLUCOPYRANOSE 63% 37% <1% C1 C5 C O C C 34Franck Rencurel 2019-2020
  • 35. D-Fructose (forme linéaire) CYCLISATION DU D-FRUCTOSE a D- FRUCTOFURANOSE C CH2OH OH O CH2OH O H OH OH CH2OH O OH CH2OH O H b D- FRUCTOFURANOSE CH2OH HO C O C C C C OHH OH OH H H H H OH CH2OH O OH CH2OH O H C5 C2 35Franck Rencurel 2019-2020
  • 36. 36Franck Rencurel 2019-2020 II-Structure 2- Conformation spatiale Dans le cas du glucopyranose, c'est essentiellement la forme chaise qui existe les arrangements spatiaux qui ne subissent pas de contraintes stériques sont la conformation dite en chaise et les autres, moins stables, sont principalement en conformation dite bateau
  • 37. 37Franck Rencurel 2019-2020 III-Propriétés chimiques A. Propriétés liées au groupement réducteur 1. Oxydation Les oses sont des réducteurs plus faibles que les aldéhydes ou les cétones vrais. a) Par oxydation douce des aldoses avec Br2 ou I2 en milieu alcalin, on obtient les acides aldoniques : le glucose donne l'acide gluconique le mannose donne l'acide mannonique le galactose donne l'acide galactonique
  • 38. - CH3 - CH2OH - CHO - COOH + OXYGENE + OXYGENE - HYDROGENE O X Y D A TI O N R E D U C TI O N Alcool Aldéhyde Acide 38Franck Rencurel 2019-2020
  • 39. 39Franck Rencurel 2019-2020 III-Propriétés chimiques Si la fonction aldéhyde est protégée pendant l'oxydation, on obtient les acides uroniques oxydés uniquement sur la fonction alcool primaire: •le glucose donne l'acide glucuronique •le galactose donne l'acide galacturonique Le nom commun d'un acide uronique reprend le nom de l'ose parent, dans lequel le suffixe -ose est remplacé par -uronique (ex glucose vs ac. Glucuronique)
  • 41. Franck Rencurel 2019-2020 41 N.B 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 ou acide L-ascorbique. Etape absente chez l’homme Apports alimentaires d’Ac. Ascorbique Essentiels.
  • 42. Franck Rencurel 2019-2020 42 Acide ascorbique ou vitamine C Précurseur acide glucuronique. Présente en quantité substantielle dans les surrénales, les gencives, le foie, la peau, le cartilage. Les plus gros stocks sont dans le foie. Pas de synthèse chez l’homme ni les primates. Présence d’une Mutation sur la L-glucono- gamma-lactone oxydase. Une carence en vitamine C donne le scorbut
  • 43. Franck Rencurel 2019-2020 43 III-Propriétés chimiques
  • 44. Franck Rencurel 2019-2020 44 Dans le foie s’effectue la conversion d'un pigment biliaire, la bilirubine, en un double glucoside avec l'acide D-glucuronique, pour obtenir une molécule plus hydrosoluble permettant sa sécrétion dans la bile Un taux d'hydrolyse important du glucoside peut accidentellement libérer de la bilirubine libre dans les voies biliaires, où elle précipite en formant des cristaux (calculs biliaires). Source de bilirubine: Recyclage de la bile(cycle entéro-hépatique), dégradation de l’hème (hémoprotéines cytochromes, hémoglobine)
  • 45. Franck Rencurel 2019-2020 45 III-Propriétés chimiques A. Propriétés liées au groupement réducteur 2. Réduction Les réduction chimiques avec le borohydrure de sodium (Na BH4) ou enzymatiques transforment les oses en polyalcools. Il y a transformation de la fonction aldehyde ou cétone en alcool. C OH 2H + C OH H H Alcool Primaire Aldéhyde C O Cétone 2H + C OHH Alcool Secondaire
  • 46. Franck Rencurel 2019-2020 46 III-Propriétés chimiques 2. Réduction Réaction utilisée pour le dosage des sucres
  • 48. 48Franck Rencurel 2019-2020 III-Propriétés chimiques Voie annexe d’utilisation du glucose en cas d’excès d’apport (cf Diabète hyperglycémie) Présente dans la rétine, les reins. Le sorbitol accumulé entraine un stress osmotique qui serait responsable des rétinopathies diabétiques Glycolyse Le sorbitol est un édulcorant utilisé dans l’industrie agro-alimentaire
  • 49. Franck Rencurel 2019-2020 49 Parti e IIIV-étude de qqs oses et dérivés Oses simples Osamines V étude des osides et dérivés
  • 50. 50Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples Le D-ribose est un intermédiaire de la voie des pentoses. Il se retrouve dans les acides nucléiques, dans des molécules signales (AMP, AMPc) et constitue la forme de transport d’énergie cellulaire (ATP)
  • 51. 51Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples La voie des pentoses fournit du ribose pour les acides nucléiques (glande mammaire, foie, surrénales, tissus adipeux) Chez les herbivores, l’hémicellulose des végétaux est source de ribose-5- phosphate Synthèse des lipides
  • 52. 52Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples Parmi les hexoses, 3 aldohéxoses et 2 cétohéxoses ont un intérêt biologique •Glucose •Mannose •Galactose •Fructose •Sorbose Glucose: principale source d’énergie du corps humain. Glycémie entre 0,8 et 1g/l de sang
  • 53. 53Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples Produit dans les fruits à partir du fructose Et par oxydation du mannitol. Riche dans certaines baies comme les Canneberges. Possède des propriétés bactériostatiques et empêche L’adhérence des bactéries aux tissus comme Le tractus urinaire et la vessie. Utile en cas de récidive d’infections urinaires Le Mannose
  • 54. 54Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples Le galactose Lactose Principale source: lait et produits laitiers. On le retrouve dans certains constituants du cerveau (glycolipides et glycoprotéines). Métabolisé surtout dans le foie, tissu nerveux, vésicule séminale, cristallin
  • 55. 55Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés A- Les oses simples Le Fructose Principale source: Fruits. Présent en qté importante dans le sperme (source d’énergie pour les spermatozoïdes). Très faible quantité dans le plasma Pouvoir sucrant plus important que celui du glucose (Corn syrup, sirop de glucose..) Le miel contient en moyenne 50% de glucose 50% fructose. Attention un régime riche en fructose favorisera la lipogenèse notamment au niveau du foie
  • 56. 56Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés B- Les osamines Les osamines sont considérés comme des oses dans lesquels la fonction alcool (-OH)est remplacée par un radical aminé (-NH2). Ils sont synthétisés dans la cellule à partir du Fructose-6_phosphate avec substitution du –OH sur le carbone 2 par une NH2. La voie des hexosamines est importante pour la synthèse dans les voies de signalisation cellulaire, synthèse de protéine, cartilage mais aussi chez les crustacés et insectes (synthèse de chitine à partir de glucosamine)
  • 57. 57Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés B- Les osamines
  • 58. 58Franck Rencurel 2019-2020 •La O-GlcNAc glycosylation est une modification post-traductionnelle réversible, qui implique l’addition de N-Acétyglucosamine sur des protéines cytosoliques ou nucléaires. • La O-GlcNAc glycosylation régule la localisation, la stabilité ou l’activité des protéines. • 2 à 3% du glucose qui entre dans la cellule est dirigé vers la voie de biosynthèse des hexosamines et conduit à la production de l’UDP-GlcNAc •Des altérations de O-GlcNAc glycosylation ont été impliquées dans des pathologies humaines comme le diabète, l’obésité et le cancer. •Ces modifications semblent notamment participer au phénomène de glucotoxicité associé à l’hyperglycémie chronique. IV-Etude de quelques oses et dérivés B- Les osamines
  • 59. 59Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés B- Les osamines Glucose N acétyl-D-glucoamine NH2 Glucosamine
  • 60. 60Franck Rencurel 2019-2020 IV-Etude de quelques oses et dérivés B- Les acides sialiques Composés caractéristiques des glycoprotéines. Ils s'y trouvent en bout de chaîne liés par une liaison α-glycosidique. La fonction COOH est libre, ce qui confère aux glycoproyéines un caractère acide marqué. Les acides sialiques dérivent tous de l'acide neuraminique dont le plus courant est l'acide N-acétyl neuraminique Le radical R varie selon les espèce (N-acétyl chez mouton, N-glycolyl chez le porc..)
  • 61. 61Franck Rencurel 2019-2020 Dans les glycoprotéines, les acides sialiques sont disposés à intervalles réguliers le long de la chaîne. Ils forment ainsi un nuage électronégatif qui, par répulsion électrostatique, maintient la chaîne allongée sous forme de bâtonnet. On retrouve des glycoprotéines à la surface de toutes nos cellules (reconnaissance du soi, groupes sanguins) c’est aussi par exemple le récepteur au virus de la grippe B- Les acides sialiques
  • 62. 62Franck Rencurel 2019-2020 V Etude de quelques osides et dérivés. Les osides ou glycosides sont des substances dans lesquelles l'hydroxyle du groupement hémiacétalique du carbone anomèrique 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 0-osidique ou glycosidique. Les osides donnent par hydrolyse au moins deux oses A- Définition ?
  • 63. 63Franck Rencurel 2019-2020 V Etude de quelques osides et dérivés. On classe les holosides suivant le nombre de molécules d’oses qui entrent en constitution, en diholosides, triholosides, tétraholosides.. Le terme d’oligoholoside regroupe les holosides formés de l’union d’un petit nombre d’oses. Quand ils sont formés d’un grand nombre de molécules d’oses on les appelle polyosides ou polyholosides A- Définition Diholoside Polyholoside
  • 64. 64Franck Rencurel 2019-2020 B- Les diholosides V Etude de quelques osides et dérivés. Composés formés de deux oses unis entre eux par des OH après perte d’une molécule d’eau. La liaison Osidique, est rompue après action d’acides ou d’enzymes. Ces holosides sont caractérisés par la nature des oses et par les carbones par lesquels se fait l’union. Un holoside est REDUCTEUR si un ou deux groupements réducteurs (fonction aldéhyde ou cétone) ne sont pas impliqués dans la liaison. Si les deux fonctions sont impliquées, cet holoside n’est pas réducteur Exemple d’un diholoside non réducteur: le saccharose
  • 65. 65Franck Rencurel 2019-2020 Diholosides réducteurs V Etude de quelques osides et dérivés. Le lactose est présent dans le lait de tous les mammifères à une concentration variant de 10 à 80g/l (75g/l chez la femme, 48g/l chez la vache) Le lactose est cristalisable et possède un faible pouvoir sucrant. Le galactose est lié au C4 du glucose par son groupement réducteur Fonction aldehyde
  • 66. 66Franck Rencurel 2019-2020 Diholosides réducteurs V Etude de quelques osides et dérivés. Construction d’un diholoside selon Haworth
  • 67. 67Franck Rencurel 2019-2020 Diholosides réducteurs V Etude de quelques osides et dérivés. a,D-glucopyranoside (1  4) D-glucopyranose Maltose Produit de la dégradation (digestion) de l’amidon ou du glycogène. Digestion par une maltase (Salive, suc pancréatique et bactéries intestinales)
  • 68. 68Franck Rencurel 2019-2020 C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. A l’état naturel la plupart des glucides se présentent sous forme de polyholosides. Le D-glucose est le principal constituant mais il existe des polyholosides formés à partir du D-mannose, D-arabinose, D-fructose.. La digestion enzymatique ou acide libère les oses les constituant. Ces polyholosides diffèrent par la longueur de la chaine osidique et la nature des oses les constituant Si le polyholoside est constitué d’une seule forme d’ose on par homopolyoside.
  • 69. 69Franck Rencurel 2019-2020 C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. L’amidon Grains d’amidon colorés en bleu (iode) Dans cellule de pomme de terre Polymère de glucose du règne végétal Existe sous deux formes: Amylose et amylopectine. C’est la principale réserve énergétique chez les végétaux et La principale source de glucide chez les animaux Les grains d’amidon sont insolubles à l’eau froide. A l’eau chaude, une fois dissociés, ces grains donnent de l’empois d’amidon Structure colloïdale (gelifiées) du fait du gonflement des grains d’amidons
  • 70. Amylose 8 glucoses/tour Maltose Glucose Liaisons a 1-4 a-amylase Liaison a 1-6 enzyme débranchante 70 Amylopectine (Peu soluble dans l’eau) Franck Rencurel 2019-2020
  • 71. Franck Rencurel 2019-2020 71 25 % 75 % C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. L’Amidon
  • 72. Franck Rencurel 2019-2020 72 Cuisson des pâtes Des molécules d’eau « ouvrent » l’amylopectine facilitant sa digestion C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. Amidons résistants Refroidissement (salades de pâtes, riz, pommes de terre) Structure complexe difficile d’accès pour l’a-amylase
  • 73. Franck Rencurel 2019-2020 73 C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. L’Amidon Poids moléculaire élevé : Amidon de maïs PM 77 000 Amidon de blé PM: 170 000 Formule brute (C6 H10 O5)n H20 La digestion de l’amidon donne d’abord des dextrines (polymères de glucose) puis du maltose (2 glucose). Digestion de l’amidon: Salive, estomac mais surtout intestin (suc pancréatique)
  • 74. 74 a-amylase Ph Optimum 6-7 50% à pH= 4 (estomac) Inactive à pH= 3 Baisse du pH gastrique (45 min) Enzyme encore active dans estomac et le grêle ! 76% de l’amidon de pomme de terre et 59% de l’amidon du pain est hydrolysé en maltose dans l’estomac par l’a-amylase! C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. Franck Rencurel 2019-2020
  • 75. Franck Rencurel 2019-2020 75 C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. Le glycogène Le glycogène est un polymère de glucose semblable à l'amylopectine, présent dans les muscles (la viande) et le foie des animaux. On qualifie le glycogène de sucre de réserve des animaux. L'organisme est capable de stocker jusqu'à 600 g de glycogène (200g pour le foie). Comme l’amidon, par hydrolyse il donne du glucose. En présence d’Iode il se colore en brun acajou
  • 76. Franck Rencurel 2019-2020 76 C - Les polyholosides V Etude de quelques osides et dérivés. La cellulose Constituant de la paroi des cellules végétales « jeunes », l’homme ne possède pas les enzymes digestives nécessaire à la digestion de la cellulose (on l’appelle « fibre ». http://www.societechimiquedefrance.fr/cellulose.html La fibre de coton représente une des fibres de cellulose La plus pure
  • 77. Franck Rencurel 2019-2020 77 V Etude de quelques osides et dérivés. D- Les hétéosides Ce sont des composés qui par hydrolyse libèrent un, ou plusieurs, oses ou dérivés d’oses et une ou plusieurs substances non glucidiques appelées « aglycones » Exemples. N-hétéoside AMP Héparine
  • 78. Franck Rencurel 2019-2020 78 Fin du cours. Merci !

Notes de l'éditeur

  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.  On peut citer l'exemple du glucose : c'est un ose à 6 carbones ou hexose. Il existe donc 16 stéréoisomères, 8 de la série D et 8 de la série L. Les sucres naturels sont en grande majorité de la série D