Evolution et diversité du vivant 2E-acides nucléiques

1. Les Lipides (Pr Niama Diop Sall)
FMPOS - PCEM1 - Mai 2011
 Objectifs :
1.Définir un lipide
2.Décrire la structure des AG
3.Décrire les propriétés chimi-
ques des AG
4.Décrire la structure des glycéro et
sphingolipides
5.Décrire les propriétés des glycéro
et sphingolipides
 Plan :
I.Généralités
II.Les acides gras (AG)
III.Les glycérolipides
IV.Les sphingolipides

2. Les lipides
I. Généralités
I.1. Définition : Les lipides sont des substances organiques,
huileuses ou graisseuses, insolubles dans l’eau, mais
extractibles des cellules et des tissus par des solvants non
pôlaires (chloroforme…)
I.2. Intérêt :
– Importante source énergétique
– Rôle hormonal
– Transporteur de vitamines liposolubles (A, D, E, K)
– Constituants essentiels des membranes.

4. II. Les acides gras
II.1. Définition : Ce sont des acides carboxyliques,
comprenant habituellement un nombre pair de carbones
(4 à 10). Peuvent être saturés ou insaturés, parfois
hydroxylés ou ramifiés
II.2. Les acides gras saturés (AGS)
 Formule générale : CH3- (CH2)n-COOH
 Les plus représentatifs :
– L’acide palmitique : C16:0
– L’acide stéarique : C18:0

5. II.3. Les acides gras insaturés (AGNS)
 Acides gras comportant une ou plusieurs doubles
liaisons
 Nomenclature
– Numérotation à partir du carboxyle (COOH=1)
– Double liaison désignée par ∆ ou par ω
– Configuration cis dans les AG naturels.

6.  AG monodésaturés (1 double liaison)
– Acide oléique : C18, ∆9
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
COOH
CH3 1
9
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14
15
16
17
18

7.  AG polyinsaturés (plusieurs doubles liaisons)
 Doubles liaisons maloniques, séparées par un
groupe méthylène (-CH2-)
 Acide linoléique : C18, ∆9, 12
 Acide linolénique : C18, ∆9, 12, 15
 Acide arachidonique : C20, ∆5, 8, 11, 14
 Huiles oméga () : oméga-3 et oméga-6
 Acides gras insaturés essentiels
 Double liaison en 3 et 6 à partir du CH3
 Précurseurs des thromboxanes
 Poisson gras, algues, lin , colza…
 Effet bénéfique (limitation accidents cardio-vasculaires).

8. II.4. Propriétés physiques des AG
II.4.1. Solubilité
– AG  12 C solubles dans eau
– AG  12 C solubles dans solvants non pôlaires
– Solubilité AGNS  Solubilité AGS
II.4.2. Point de fusion et d’ébullition
– Point de fusion AG varie entre -8°C et 100°C
– AG  10 C liquides à température ordinaire
– AG  10 C sont habituellement solides
– AGNS ont point de fusion plus bas que AGS
– Point ébullition fonction longueur chaîne.

9. II.4.3. Propriétés spectrales
– AG incolores à l’état pur
– AGNS à ∆ conjuguées absorbent UV (dosage)
– AGNS à ∆ maloniques pas significativement
(transformation avant dosage).

10. II.5. Propriétés chimiques des AG
II.5.1. Celles liées à la fonction COOH
– Formation de sels alcalins (savons)
Obtenus par traitement AG avec hydroxyde métallique
(KOH, NaOH, NH4OH)
R-COOH + NaOH R-COONa + H2O
Dissociation dans eau
R-COONa R-COO- + Na+
Savon dissocié = 2 pôles 1 hydrophile COO- ( )
1 hydrophobe R ( )
Double polarité confère aux savons pouvoir tensioactif,
détersif et émulsionnant.

11. II.5.2. Celles liées à la fonction COOH
 Formation de sels de métaux lourds
Obtenus par traitement solution de savon par solution d’un
métal non alcalin (Ca ou Ba)
2 (R-COONa) + Ca++ R-COO)2 Ca + 2 Na+
Particularité de précipiter. Si eau linge contient du Ca++,
linge non propre car le sel de Ca++ n’a pas de propriétés
détersives => « eau dure »
Propriété utilisée pour déterminer teneur en Ca++ de l’eau
de boisson (hydrotimétrie).

12. II.5.3. Celles liées à la fonction COOH
 Formation d’esters
Par réaction avec les alcools
Propriété utilisée pour analyser les mélanges d’AG
. Estérification méthylique donne dérivés volatils
. Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
II.5.4. Celles liées à la chaîne carbonée (AGNS)
 Hydrogénation catalytique
Fixation hydrogène pour donner AGS correspondant
Acide oléique CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
Acide stéarique CH3-(CH2)7-CH2-CH2-(CH2)7-COOH
H2 + platine

13.  Fixation d’halogènes
A température ambiante par simple addition
2 Iodes
Acide oléique CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
Cette réaction permet de connaître le nombre de ∆
contenues dans un AG. Chaque ∆ fixant 2 iodes,
le nombre de ∆ = Nombre iodes/2
Acide stéarique CH3-(CH2)7-CH-CH-(CH2)7-COOH
I I
2

14.  Réactions d’oxydation
 Oxydation énergique par KMnO4
KMnO4
Acide oléique : CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
Cette réaction permet de connaître la place des ∆
dans un AG
 Oxydation à l’air libre
Rancissement des graisses (aldéhydes et cétones)
Huiles siccatives (ploymérisation AG polyéthyléniques).
CH3-(CH2)7-COOH
Monoacide en C9 Diacide en C9
HOOC-(CH2)7-COOH
+

15. Applications -1
1. L’oxydation d’un AG naturel en C18, donne entre autres,
un diacide en C9 et un diacide en C3. Quelles sont la
nomenclature et la structure de cet AG ?
2. L’oxydation d’un AG naturel en C18 donne entre autres
produits, un monoacide en C6. Quelles sont sa
nomenclature et sa structure s’il est capable de fixer
deux molécules d’iode ?

16. II.6. Les Prostaglandines
Acides gras cycliques et oxygénés doués d’activité
hormonale et dérivant de l’acide prostanoïque
Cycle pentagonal C8,C9,C10,C11 et C12
C8 reçoit une chaîne latérale commençant par COOH
C12 reçoit une chaîne latérale se terminant par CH3
Deux carbones asymétriquement substitués : C8 et C12
donc 22 isomères (4).
Acide
prostanoïque
COOH
CH3
10
2
3
4
5
6
7
8
9
1
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

17. Deux seuls sont naturels : la série normale et la
série 8 iso
Série normale Série 8 iso
Les prostaglandines diffèrent par :
- le nombre de doubles liaisons
- la position des doubles liaisons
- la nature des substituants oxygénés
- la série à laquelle elles appartiennent.

18.  Quelques types de prostaglandines
Type E = PGE
1 Fonction cétone en C9
2 OH en C11 et C15
Type F = PGF
1 Fonction OH en C9
2 OH en C11 et C15
PGE1 : ∆13-14
PGE2 : ∆13-14,5-6
PGE3 : ∆13-14,5-6,17-18
PGF1 : ∆13-14
PGF2 : ∆13-14,5-6
PGF3 : ∆13-14,5-6,17-18
OH
O
OH
OH

19.  Actions des prostaglandines
 Stimulation contraction muscles lisses
 Inhibition dégradation des lipides
 Contrôle du transport d’ions à travers la
membrane.

20.  Mécanisme d’action des prostaglandines
 Activation phospholipase libératrice AG précurseur
(oléate, linoléate) par hormone peptidique
(adrénaline, ACTH)
 Transformation AG en prostaglandine au niveau
microsomal
 Chélation du Ca++ membranaire ouverture pores
ioniques augmentation Na+ intracel
activation adényl cyclase formation AMPc
Effet hormonal classique.

21. III. Les glycérolipides
III. 1. Les glycérides (acyl-glycérols)
III. 1. 1. Définition : Graisses neutres. Esters d’AG et
glycérol. Majeure partie des graisses de réserve.
III. 1. 2. Nomenclature :
Formule du glycérol : CH2OH-CHOH-CH2OH
Formule AG quelconque : R-COOH
Estérification de tous les alcools du glycérol.

22. CH2OH + HOOC-R1
CHOH + HOOC-R2
CH2OH + HOOC-R3
CH2-O-CO-R1
CH-O-CO-R2 + 3 H2O
CH2-O-CO-R3
Glycérol+3 acides gras Triacylglycérol = Triglycéride

23.  Triacylglycérol homogène = simple
R1 = R2 = R3 = acide oléique
CH2-O-CO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
CH-O-CO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
CH2-O-CO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
Trioléylglycérol = Trioléine

24.  Triacylglycérol hétérogène = mixte
R1 = acide stéarique
R2 = acide palmitique
R3 = acide laurique
CH2-O-CO-(CH2)16-CH3
CH-O-CO-(CH2)14-CH3
CH2-O-CO-(CH2)10-CH3
1-stéaryl-2-palmityl-3-laurylglycérol

25. III. 1. 3. Propriétés chimiques
Hydrolyse alcaline : Traitement TAG par une
base à chaud = saponification : libération du
glycérol et formation de savon
CH2OH + KOOC-(CH2)16-CH3
CHOH + KOOC-(CH2)14-CH3
CH2OH + KOO-(CH2)10-CH3
CH2-O-CO-(CH2)16-CH3
CH-O-CO-(CH2)14-CH3 + 3 KOH
(à chaud)
CH2-O-CO-(CH2)10-CH3
Triacylglycérol Glycérol Savon
Indice de saponification = nombre mg de KOH nécessaires
pour saponifier 1 g de graisse. Inverse au nombre de carbones.

26.  Hydrolyse enzymatique : réalisée par la lipase pancréatique
CH2-O-CO-R1
CH-O-CO-R2
CH2-O-CO-R3
Triacylglycérol
CH2OH
CHOH
CH2OH
Glycérol
H2O R3-COOH
lipase
H2O R1-COOH
lipase
HOOC-R2 H2O
lipase
isomérase
CH2OH
CH-O-CO-R2
CH2OH
2-monoacylglycérol
CH2OH
CH-O-CO-R2
CH2-O-CO-R3
2,3-diacylglycérol
CH2-O-CO-R2
CHOH
CH2OH
1-monoacylglycérol

27. III. 2. Les cérides (cires)
Esters AG et alcools primaires à nombre élevé et pair
de carbones (ex : alcool cérylique CH3-(CH2)24-CH2OH)
III. 3. Les stérides
Esters AG et alcools cycliques appelés stérols.
(Voir leçon sur les dérivés isopréniques).

28. III. 4. Les glycérophospholipides
(phosphoglycérides)
Base chimique = L-glycérol-3-phosphate
CH2OH
CHOH
CH2OH
Glycérol
CH2OH
CHOH
CH2O P-OH
L-Glycérol-3-phosphate
OH
O
+ H3PO4

29. III.1.2. L’acide phosphatidique
Ester phosphorique de diglycéride
CH2-O-CO-R1
CH
CH2O P-OH
Acide phosphatidique
OH
O
R2-CO-O-
R1 = acide gras saturé (AGS)
R2 = acide gras non sturé (AGNS)

30. III.1.3. Phosphatidyl-choline (lécithine)
Structure de base = acide phosphatidique
Acide phosphorique estérifié par choline (alcool azoté)
CH2-O-CO-R1
CH
CH2O P-OH
Acide phosphatidique
OH
O
R2-CO-O-
HO-CH2-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
Choline
+
CH2-O-CO-R1
CH
CH2O P-
OH
O
R2-CO-O-
O-CH2-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
Phosphatidyl-choline
H2O

31.  Deux pôles
– 1 pôle hydrophile (pôlaire)
– 1 pôle hydrophobe (acides gras estérifiés)
Propriétés générales des savons
 Caractère amphotère
– Acide par l’acide phosphorique
– Basique par la fonction ammonium quaternaire
Répandues dans nature : foie, cerveau, jaune d’œuf.

32.  Hydrolyse alcaline douce
Libération AG en 1 et AG en 2 sous forme de savon
Reste L-glycérol-3-phosphoryl-choline
CH2-O-CO-R1
CH
CH2O P-
OH
O
R2-CO-O-
O-CH2-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
Phosphatidyl-choline
NaOH
CH2OH
CHOH
CH2O P-
OH
O
O-CH2-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
L-glycérol-3-phosphoryl-choline
+ R1-COO-Na + R2-COO-Na
Savon

33.  Hydrolyse alcaline forte
– Libération AG en 1 et AG en 2 sous forme de
savon
– Elimination de l’alcool X qui estérifie l’acide
phosphorique
– Reste le L-glycérol-3-phosphate
 Hydrolyse acide
– Rupture de la liaison entre glycérol et acide
phosphorique
– Libération d’une molécule de glycérol
– Libération d’un acide phosphorique.

34.  Hydrolyse enzymatique
Grâce à des phospholipases spécifiques
– Phospholipase A1, libère AG en 1
– Phospholipase A2, libère AG en 2
– Phospholipase C, rupture liaison entre glycérol et
acide phosphorique
– Phospholipase D, détache le substituant X
L’élimination AG en 2 donne un lysophospholipide :
conséquence fragilisation des membranes cellulaires
Action des phospholipases
A1
A2
D
C
CH2-O-CO-R1
CH
CH2O P-
OH
O
R2-CO-O-
O-CH2-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
C

35. III.1.4. Phosphatidyl-éthanolamine (céphaline)
Même structure de base que lécithine
Le substituant X est l’éthanolamine : HO-CH2-CH2-NH2
Extraite du cerveau
III.1.5. Phosphatidyl-sérine
Même structure de base que lécithine
Le substituant X est la sérine : HO-CH2-CH-COOH
III.1.6. Phosphatidyl-inositol
Le substituant X est l’inositol
NH2
OH
OH OH
OH
OH
OH

36. IV. Les sphingolipides
IV.1. Structure générale
Lipides complexes dont l’alcool = sphingosine qui va se lier à l’acide
gras par l’intermédiaire d’une liaison amide
CH3-(CH2)12-CH=CH-C-C-CH2OH
HO NH2
H H
18 1
Sphingosine =
Les sphingolipides comportent donc les éléments suivants :
 de la sphingosine
 un acide gras : ac. Lignocérique, ac. Cérébronique, ac.
Palmitique …
 d’autres acides : ac. Phosphorique, ac. Sulfurique, ac. Sialique
(neuraminique ou N-acétyl-neuraminique)
 parfois de la choline
 parfois des oses (galactose, glucose).
1,3-dihydroxy-2-amino-octadéca-4-ène

37. IV.2. Les Acyl-sphingosines ou céramides
Sphingolipides élémentaires ne comportant que la sphingosine et
un acide gras venant « amidifier » la fonction amine de la
sphingosine.
Acyl-sphingosine = Céramide
CH3-(CH2)12-CH=CH-C-C-CH2OH
HO NH
H H
CO
R
IV.3. Les Sphingomyélines
Extraite de la gaine de myéline (tissu nerveux), du cerveau, du
poumon…
L’alcool primaire de la céramide est estérifié par une molécule
d’acide phosphorique, elle-même reliée à une molécule de choline.

38. SPHINGOMYELINE
Choline
CH3-(CH2)12-CH=CH-C-C-CH2O
HO
H H
NH
CO
(CH2)22
CH3
O-P=O
O
CH2
CH2
N+
CH3
CH3
CH3
O-
Acide
Lignocérique

39. IV.4. Les Cérébrosides
Sphingolipides ne contenant pas d’acide phosphorique.
Caractérisés par présence une ou plusieurs molécules
d’oses unis à la sphingosine par une liaison osidique.
Ils sont retrouvés dans le tissu nerveux, les
spermatozoïdes, hématies…
Deux grands groupes :
- Cérébrosides neutres
- Cérébrosulfatides

40. IV.5. Les Gangliosides
Présents dans le tissu nerveux et dans la plupart des
parenchymes. Outre la sphingosine et l’acide gras,
ils contiennent
- Une ou plusieurs molécules d’acide neuraminique ou acide
sialique
- Une ou plusieurs molécules d’hexoses (galactose ou glucose)
Sphingosine – Hexose – Hexose – Hexose
Acide Acide
Gras Sialique
Schématisation

41. IV. Les dérivés isopréniques
Résultent de la polymérisation d’un hydrocarbure insaturé à
5 carbones : l’isoprène
2-méthyl-1,3-butadiène
schématisation
Monoterpène sesquiterpène
Triterpène
Isoprène =
CH2
C
CH
CH2
CH3

42. Parmi les terpènes les plus importants on trouve :
 Les vitamines liposolubles
 Vitamine A
 Vitamine E
 Vitamine K
 Le caoutchouc
 Certaines essences naturelles (géraniol, menthol…)

43. IV.1. La Vitamine A (Rétinol, Axérophtol)
IV.1.1. Généralités
Ne se rencontre que chez les animaux. Chez les végétaux
ses précurseurs existent sous le terme de caroténoïdes.
Les signes les plus précoces d’une déficience en vitamine A
sont oculaires : héméralopie et xérophtalmie. Au plan
général : anorexie, kératinisation des tissus épithéliaux,
moindre résistance aux infections.

44. IV.1.2. Structure chimique
Vitamine A1 = Rétinol 1
CH2OH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19 20
Vitamine A2 = Rétinol 2
CH2OH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19 20
Il existe 2 aldéhydes
Rétinal-a (tout trans)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19 20
CHO
Néo-rétinal-b (11-12 cis)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
16
17
18
19
CHO
12
13 14
15
20

45. IV.1.3. Rôles physiologiques
 Rôle vitamine A dans la vision
Rétine formée de 2 types de cellules
– Cônes
– Bâtonnets
Bâtonnets contiennent pigment rose photosensible,
la rhodopsine responsable vision crépusculaire.
Deux étapes dans vision crépusculaire.

46. Etape 1
Rétinal a (tout trans) + Opsine
Lumière
Rétinal a (tout trans)
Opsine
Impulsion
nerveuse
Néorétinal b (11 cis)-Opsine (Rhodopsine)
Nerf optique Vision .

47. Néo-rétinal b (11 cis) + Opsine => Rhodopsine
Etape 2
Néo-rétinal b (11 cis) Rétinal a (tout trans)
Isomérase
SANG
Vitamine A1
NADH + H+
Rétinal
réductase
Néo-vitamine A1 (11 cis)
Isomérase
NAD+
Néo-rétinol
déshydrogénase
Déficit en vitamine A => Troubles régénération rhodopsine
=> Cécité crépusculaire ou héméralopie.

48. IV.2. La vitamine E ou tocophérol
L’avitaminose E se manifeste expérimentalement par
des de la reproduction chez le rat.
O
CH3
HO
H3C
CH3
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
Structure chimique de l’-tocophérol

49.  Propriété essentielle vitamine E = sensibilité à l’oxydation
Conséquence : D’autres composés protégés par vit. E (AGNS)
Rôle important dans oxydo-réductions cellulaires (similitude
avec ubiquinones).
IV.3. La Vitamine K
Vitamine antihémorragique. Provenance alimentation
et synthèse par bactéries intestinales.
Avitaminose K => Hémorragies diffuses

50. Vitamine K1 = Phylloquinone
CH3
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3
O
O
IV.3.1. Vitamine K1
IV.3.2. Vitamine K2 = Farnoquinone (noyau + 6 UI)
IV.3.3. Vitamine K3 = Ménadione (pas de chaîne latérale).
(chaîne latérale de 4 unités isopréniques)

51.  Rôle physiologique : Vit. K indispensable à la
synthèse hépatique de différents facteurs de la coagulation
– Prothrombine (facteur II)
– Proconvertine (facteur VII)
– Facteur antihémophilique B (facteur IX)
– Facteur Stuart (facteur X).

52. V. Les Stéroïdes
 Dérivent d’un noyau commun formé de 3 cycles
benzéniques associés de façon phénanthrénique. Ces 3
cycles A, B et C sont associés ç un 4ème cycle
pentagonal D, formant ainsi le noyau stérane ou
cyclopentanoperhydrophénanthrène (CPPP)
Phénanthrène
A B
C D
CPPP

53. V.1. Le Cholestérol
Le plus répandu des stérols, surtout dans les membranes.
HO
CH3
CH3
H3C CH3
CH3

54. 3
10
13
17
1
2
4
5
6
7
8
9
11
12
14
15
16
18
19
20
21
22
23
24
25
26 27
V.1.1. Schématisation-Numérotation du cholestérol
O
H
Plan du noyau CPPP => 
OH en 3, méthyles 10 et 13, chaîne latérale en 17 sont au dessus => 

55. V.1.2. Propriétés physiques
 Solide blanc cristallisé
 Température fusion = 150 °C
 Insoluble dans eau
 Soluble dans chloroforme, benzène, éther, alcool chaud
V.1.3. Propriétés chimiques
 Formation d’esters avec AG (stérides)
 Réactions de précipitation (condition OH en 3  libre)
 Réactions colorées (identification et dosage)
 Réaction de SALKOWSKI (coloration rouge sang)
 Réaction de LIBERMANN-BURCHARD (coloration violacée, verte).

56. VI. Les Acides biliaires
Produits de dégradation du cholestérol
Rôle important dans digestion (émulsion lipides intestinaux)
Acide chénodésoxycholique ( OH en C3 et en C7)
Acide désoxycholique ( OH en C3 et en C12)
Acide lithocholique ( OH en C3).

57.  Les acides biliaires ne sont pas libres mais conjugués,
ce qui les rend hydrosolubles.
CO-HN-CH2-COOH
Conjugaison avec la glycine
=> acide glycocholique
CO-HN-CH2-CH2-SO3H
Conjugaison avec la taurine
=> acide taurocholique
 Propriétés détergentes (équivalent des avons)
 Réaction colorée, PETTENKOFFER, coloration violette.

58. VII. La Vitamine D
 Précurseur = 7- déhydrocholestérol
 Avitaminose = Rachitisme
– Troubles de la calcification (fractures, déformations)
– Pays peu ensoleillés
 Structure : Exemple la Vitamine D2
Ergostérol
Irradiation UV
HO
H2C
Vitamine D2 = ergocalciférol
Cholestérol

59.  Rôles physiologiques 7–déhydrocholestérol
Cholécalciférol (D3)
25–hydroxycholécalciférol
1, 25-dihydroxycholécalciférol
Peau
Irradiation UV
Foie
Hydroxylation en 25
(Sang, Tissus : Forme circulante)
Forme biologiquement active
Os : déplacement du calcium
Intestin : absorption Ca++
Rein
2ème hydroxylation en 1