1- Glucides COPY Flashcards
Que sont les glucides et leur formule chimique
- Molécules polydroxylées dérivées de cétones ou d’aldéhydes
- Formule chimique type : (CH2O)n
Quels autres atomes peuvent contenir les glucides, quels de leurs groupement peuvent être modifiés ou substitués et les glucides peuvent se lié de façon covalente à quoi
- Azotes, phosphore
- Leurs groupements hydroxyles (-OH) peuvent être modifiés ou substitués
- Peuvent aussi être liés de façon covalente à des protéines, lipides ou autres: glycoprotéines (glucose + protéine) et glycolipides
Origine des glucides (V et A)
- Végétaux et certaines bactéries peuvent synthétiser des glucides à partir de composés inorganiques (CO2 et H2O) par photosynthèse
- Animaux:
source alimentaire: composés les plus abondants dans la plupart des fruits, légumes et céréales OU
synthèse endogène à partir d’autres molécules organiques
Rôles des glucides
- Source d’énergie principale chez l’humain: 2 à 4 kcal/g
- ADN (DANS LE DESOXYRIBOSE)
- Glycoprotéines
- Glycolipides
Que sont les monosaccharides
- Les « OSES » sont des glucides simples, divisés en deux groupes:
Aldoses et Cétoses - Classés selon le nombre de carbones dans la molécule: trioses, tétroses, pentoses, hexoses, heptoses
Différence entre D-glucose (aldose) et D-Fructose (Cétose)
- D-glucose (aldose) = Fonction aldéhyde soit
H-C=O - D-Fructose (Cétose) = Fonction cétone soit C=O
Propriétés chimiques des monosaccharides
Molécules chirales possédant un pouvoir rotatoire de la lumière:
- Habilité à faire dévier la lumière polarisé qui traverse une solution de la molécule, possible par la présence d’un carbone asymétrique ou chiral
- DONC, il existe 2 énantiomères (stéréoisomères) pour les monosaccharides (L- et D-)
NE PAS CONFONDRE AVEC DIATÉRÉOISIOMÈRES (EX: ACIDE GRAS)
QU’est-ce qu’un carbone chiral
Lié à 4 substituants différents
Que sont les énantiomères
- Molécules possédant la même formule chimique, mais une structure différente
- Image miroir non superposables
Formule d’énantiomères retrouvée dans les mammifères
Juste les D- …. COMME D-GLUCOSE
LES DEUX OH SONT À DROITE
Que sont les diastéréoisomères
Molécules avec la même formule chimique mais structure différente (PAS UNE IMAGE MIRROIR)
La plupart des aldose entre eux sont des diastéréisomères
Que sont les épimères
- Monosaccharides qui varient en structure par la configuration sur un seul carbone chiral
- Épimérisation facilitée par des enzymes (épimérases) ou par le pH
- Le D-Glucose et le D-Mannose sont des épimères en C2
Comment se forme un cycle dans les monosaccharides et les cycles peuvent être formé de combien d’atomes
- Réaction intramoléculaire entre un groupement hydroxyl (-OH) et le groupement carbonyl (C=O) des aldoses ou des cétoses forme des cycles
- Les cycles formés peuvent être de 5 ou 6 atomes (Furanose et Pyranose)
Furanose (Conformation cyclique des monosaccharides)
Cycle à 5
Pyranose (Conformation cyclique des monosaccharides)
Cycle à 6
Qu’entraine la cyclisation des monosaccharides
La formation d’un autre carbone chiral (ou carbone anomérique): anomères alpha et béta
Quels sont les groupements dans la conformation cyclique des monosaccharides qui sont disponible pour réagir
Le groupement carbonyl (cétone ou aldéhyde) ainsi que chaque groupement hydroxyl (-OH) sont disponibles pour réagir lorsque les réactions sont en équilibre
Comment varie les formes des monosaccharides (cycliques ou linéaires)
L’équilibre entre les formes varie en fonction de l’environnement (pH et en solution aqueuse):
- pH neutre: 99% cyclique (plus stable)
- pH basique: 99% linéaire
- Glucose en solution aqueuse: 99% cyclique
Conformations des cycles à 6 des monosaccharides
- Chaise (plus stable)
- Bateau (ON FORCE LES -OH À ÊTRE PLUS PROCHE)
Anomère béta et alpha du D-glucose de la conformation bateau
- OH sur le carbone 1 en haut = bêta
- OH sur le carbone 1 en bas = alpha
Forme majeur du glucose
Béta- D - Glucopyranose (soit 65%)
Comment se lient les monosacccharides
- Liaison glycosidique covalente
- ^^^ hydrolysable par voie chimique (acide) ou enzymatique
Que sont les disaccharides, oligosacharide et polysaccharides
- Di = 2 monosaccharide liés par lien glycosidique
- Oligo = plusieurs
- Poly = vrm bcp
Disaccharides majeurs dans l’alimentation
- Saccharose
- Lactose
- Maltose
C’est quoi le saccharose et il est composé de quoi
DISACCHARIDE
- Sucrose ou sucre de table ou sucre blanc ou sucre de canne ou sucre
- Édulcorant important (commercial et domestique)
- Composé de D-glucose et D-fructose
- Facilement digéré par sucrase (alpha-glucosidase) dans l’intestin (À CAUSE DE SON LIEN ALPHA)
C’est quoi le lactose
- Sucre du lait
- Synthétisé par glandes mammaires
- 1/3 de la sucrosité des saccharoses
- D-glucose + D-galactose liés par liens béta
- Dégradé par lactase (béta-glucosidase)
C’est quoi le maltose
- Peu présent dans la diète, surtout de la digestion de l’amidon
- Composé de 2 D-glucoses par lien alpha
- Digérés par Alpha-glucosidases dans l’intestin
Que sont les oligosaccharides
- 3 à 19 monosaccharides liés par liaison glycosidiques
- Peu abondants dans la diète; surtout produit par digestion des polysaccharides comme le Maltodextrines (sirop de maïs)
Que sont les alpha-galactosides
OLIGOSACCHARIDES
- Raffinose et stachyose
- Présents dans lentilles et fèves
- Difficilement digérés
- Fermentation par des microorganismes intestinaux
Que sont les polysaccharides
Plus de 20 monosacharides
Structures linéaires ou ramifiées
Digestibles ou non
Polysaccharides majeurs dans l’alimentation
Amidon
Glycogène
Cellulose
C’est quoi l’amidon
Un des poly les plus abondants dans les végétaux
Molécule de réserve énergétique
Polymère de D-glucose:
Amylose (20-30%)
Amylopectine (70-80%)
Compositon de l’amylose (1er des 2 polymères provenant de l’amidon)
- Polymère linéaire de D-glc (liaison alpha 1-4) (SOIT C1 et C4)
- 600 à 1000 molécules de glucose
Composition de l’amylopectine (2e des 2 polymères provenant de l’amidon)
- Polymère ramifié de D-glucose avec de longues branches (liaison alpha 1-6) à toutes les 24-30 molécules de glucose
- 10 000 à 100 000 glucose
C’est quoi le glycogène
Polysaccharides important chez les animaux
Polymère ramifié de D-glucose
Longues branches (liaison alpha 1-6 à tous les 10-14 molécules de glucose)
2000 à 600 000 molécules de glucose
Fonctions du glycogène
Réserve énergétique: glycogénogénèse/glycogénolyse
Présent dans la plupart des tissus (plus abondants dans le foie et les muscles)
Structure de cellulose
Polymère linéaire de D-glucose
Liaison béta 1-4
200 à 14 000 molécules de glucose
Fonctions de la cellulose
- Polysaccharide non digestible
- Constituant de la paroi cellulaire des cellules végétales
- Plusieurs molécules de cellulose forment ensemble des microfibrilles et des fibres
Source des glucides
Alimentaire: amidon, cellulose, glycogène, saccharose, lactose, glucose
Endogène :néoglucogenèse et glycogénolyse
Quels est l’apport des glucides dans l’alimentation, quels ont les glucides digestibles et non-digestibles
- Apportent typiquement 45 à 65 % de l’énergie dans la diète humaine: 250g/jour (1000kcal), dont environ 50 g provient des sucres ajoutés
- Glucides digestibles: mono, di, oligo et polysaccharides qui sont hydrolysés par enzymes
- Glucides non digestibles: fibres, pas d’enzymes pour l’hydrolyse (lien bétà)
Comment se fait la digestion des polysaccharides
- Débute dans la cavité bucale: alpha-amylase salivaire
- Dans estomac: cette enzyme est inactivée par l’acidité gastrique
- Dans le grêle: pancréas sécrète des bicarbonates qui neutralisent l’acidité et l’alpha-amylase pancréatique qui poursuit la digestion des polyssacharide. Elles clivent les liaisons alpha 1-4 dans les oligosaccharides d’au moins 5 molécules de glucose
- Achevée par des enzymes membranaires (surface apicale des entérocytes); plusieurs complexes enzymatiques : sucrase-isomaltase (alpha-glucosidase), maltase-glucoamylase (alpha aussi), lactase (béta-glucosidase) clivant les di en monosaccharides
Quels sont les fragments produient par les amylases salivaires
Diffèrent selon la structure de la molécule d’origine
Maltotriose, maltose, alpha-limit dextrins
Évolution des amylases salivaires et pancréatique avec l’âge donc à quel âge on peut manger des céréales
Augmentation graduelle des amylases salivaires et pancréatique
- Naissance les niveaux sont bas
- Niveaux « adultes » vers l’âge de 1 an
Que donne l’amidon
Produits d’hydrolyse (lumière intestinale) = Maltose
Produits d’hydrolyse (membrane intestinale) = 2 Glucoses
Que donne saccharose
Glucose et fructose
Que donne le lactose
Glucose et galactose
Comment sont absorbés les glucides
- Sous forme de monosaccharide par les ¢ épithéliales du système digestif
- Via des transporteurs pour passer les membranes: transport actif (Énergie) et facilité (dans le sens du gradient de concentration)
Comment se fait le transport de glucose précisément
Transport actif: SGLT1 (sodium-glucose cotransporter-1) abondant dans l’épithlélium du tube digestif et du tubule rénal, utilise un gradient transmembranaire Na+ (mis en place par pompe Na/K-ATPase) pour faire entrer le glucose
Transport facilité (passif): Transport de glucose selon gradient de concentration facilité par des perméases du glucose de la famille des GLUT
2 types:
- GLUT5 : Le glucose peut aussi traverser la membrane de la paroi intestinale par transport facilité (fructose aussi)
- GLUT2 : Le glucose et le fructose cellulaire passe ensuite dans la circulation sanguine par transport facilité
Combien d’isoformes de GLUT (glucose transporter)
13 isoformes de GLUT
GLUT2 et qu’arrive-t-il en présence d’une concentration élevée de sucre
- Dans le foie, pancréas, épithélium intestinal
- Haute capacité, mais faible affinité (glucosenseur)
- En présence d’une concentration élevée de sucre, le transporteur GLUT2 est recruté à la membrane et participe au transport facilité
GLUT4
- Tissu adipeux et muscles striés (muscles squelettiques et cardiaques)
- Régulation par l’insuline
Le glucose traverse la membrane de la paroi intestinale par transport actif contre un gradient de concentration quel est-il? Et le glucose a besoin d’un ion lequel?
SGLT1:
Sodium requis
Rôle important de la pompe Na/K-ATPase
Comment après la digestion et l’absorption, les glucides en circulation vont aux différents tissus où ils sont métabolisés par des voie métaboliques. Quelles sont-elles? Et sont-elle présentes dans toutes les ¢
- Voies anaboliques: néoglucogénèse
- Voies cataboliques: glycolyse
- Certaines voies métaboliques sont présentes dans toutes les cellules, tandis que d’autres sont plus prédominantes dans des tissus spécifiques
C’est quoi la glycémie et la valeur normale de cette dernière
- Représente la concentration sanguine du glucose
- Valeurs normales de la glycémie à jeun (après 8-12h) varient entre 4,0 et 5,5 mmo/L
Hypoglycémie
taux de glucose - de 4 mmol/l
Hyperglycémie
taux de glucose + de 5,5 mmol/l
Diabète
taux de glucose + de 7 mmol/l
Régulation de la glycémie
Régulé par deux hormones:
Insuline et glucagon sécrétées par le pancréas
Comment est sécrétée l’insuline
- Cellules béta des ilots de Langerhans
- Beaucoup de glucose passant dans GLUT2 (C’EST UN SENSOR) et active plein de voies métaboliques pour libérer de l’insuline
Quelles molécules induit la sécrétion d’insuline (exam)
- Sucres: glucose et mannose
- AA: leucine et arginine
- Stimulation du nerf vague
- Peptides entériques (veut dire intestin): glucagon-like-peptide-1 (GLP-1) et glucose-dependent inulinotropic peptide (GIP)
Rôles de l’insuline
- Activation de la synthèse de glycogène (glycogenèse) et inhibition de sa dégradation (glycogénolyse)
- Activation de la dégradation de glucose (glycolyse) et inhibition de la synthèse de glucose (néoglucogenèse)
- Activation de la synthèse des lipides (lipogenèse) et inhibition de la dégradation des lipides (lipolyse)
Effet via signalisation du récepteur de l’insuline
Comment entre le glucose dans les tissus insulino-dépendants et quels sont ses tissus
- Par le GLUT4
- Tissu adipeux et muscles striés (muscles squelettiques et cardiaques)
Par quoi est sécrété le glucagon
Cellules alpha en périphérie des ilots
Effets du glucagon
Hormone hyperglycémiante
- Inhibe synthèse de glycogène (glycogenèse) et active sa dégradation (glycogénolyse)
- Inhibition de la dégradation de glucose (glycolyse) et activation de sa synthèse (néoglucogenèse)
- Inhibition de la synthèse des lipides (lipogenèse) et activation de la dégradation (lipolyse)
Effet via signalisation du récepteur du glucagon
Que fait le glucose en excès, il est stimulé et inhibé par quoi et où est-il stocké
- Glycogenèse
- Transformé en glycogène (polymère ramifiée de glucose)
- Stimulé par insuline et inhibé par le glucagon (foie) et l’adrénaline (muscle)
- Glycogène est stocké dans le foie (75g) et dans les muscles (300 g)
Étapes de la glycogenèse (Formation de glycogène) - À comprendre
- Glucose en glucose-6-phosphate (ACTIVATION DU GLUCOSE)
- Glucose-6-phosphate en glucose-1-phosphate
- Glucose-1-phosphate + UTP en UDP-glucose et PPi (ON FAIT RÉAGIR AVEC UTP)
- UDP-glucose + glycogène en glycogène (n+1) et UDP (LA CHAÎNE EST RALLONGÉ)
L’ajout d’une ramification peut se faire via activité de la glycosyl-4,6-transférase ou glycogènesynthase
Glycogénolyse permet d’obtenir quoi, et est stimulé/inhibé par quoi?
- La Dégradation du glycogène permet d’obtenir du glucose-6-phosphate utilisé par les cellules ou converti en glucose pour être exporté en circulation (foie)
- Stimulée par glucagon (foie) et adrénaline (muscle)
- Inhibé par insuline
Étapes de la glycogénolyse
- Glycogènen→Glycogènen-1 +Glucose-1-phosphate glucose
- Glucose-1-phosphate → Glucose-6-phosphate * (phosphoglucomutase)
- Glucose-6-phosphate → Glucose + Pi
Le glucose-6-phosphatase dans le foie uniquement DONC FORME DU GLUCOSE À PARTIR DE GLYCOGÈNE QUE DANS LE FOI
Glycolyse c’est quoi et ses voies métaboliques
- Dégradation du glucose pour faire de l’énergie par deux voies métaboliques distinctes:
- Glycolyse: dans le cytosol en absence d’oxygène
- Cycle de Krebs: dans la mitochondrie en présence d’oxygène (condition aérobique)
Quelles sont les phases de la glycolyse et qu’est ce que cela donne
- Activation du glucose
- Clivage d’hexose (Glucose à 6 C) en 2 trioses (Pyruvate à 3 C)
- Production d’énergie (ATP)
Donne 2 pyruvates+2ATP+2NADH pour un glucose
Résumé de la glycolyse
APPRENDRE LE SCHÉMA SUR LE FRUCTOSE-2,6-DIPHOSPHATE
Que donne le métabolisme anaérobique du pyruvate du cycle de krebs
Ou absence de mitochondrie aussi
- Pyruvate est transformé en lactate par la lactacte déshydrogénase, régénérant le NAD+ nécessaire pour l’étape 6 de la glycolyse (synthèse de 1,3-diphosphoglycérate)
“fermentation lactique”
Que donne le métabolisme aérobique du pyruvate du cycle de Krebs
- En condition aérobique, le pyruvate entre dans la mitochondrie où il est transformé en acétyl-CoA par la pyruvate déshydrogénase. Aussi formation d’une molécule de NADH.
- L’acétyl-CoA forméentre dans le cycle de Krebs
À quoi servent les autres voies métaboliques secondaires des glucides et donne un exemple de voie
Synthèse de:
Coenzymes
Nucléotides
Glycoprotéines et glycolipides
Glucuronides
Ex: Voie des pentoses phosphates:
Formation de NADHP (requis pour la biosynthèse des acides gras)
Formation de ribose (requis pour la biosynthèse des acides nucléiques)
Que représente le deltaG
Changement de l’énergie libre au cours d’une rx chimique
Équation pas à savoir mais aide à comprendre
Rx exergonique se produisant spontanément
Rx endergonique ne se produisant pas spontanément
Rx est en équilibre, donc elle se fait aussi vite dans un sens que dans l’autre
DeltaG global pour une séquence de rx
C’est la somme des DeltaG individuels
Si le total est négatif: rx exergonique se faisant spontanément
SI LE TOTAL EST NÉGATIF CA VEUT DIRE QUE Y’A PLUS D’É DANS LES RÉACTIFS ET DONC ILS SERONT PLUS ENCLIN À RÉAGIR ET À DEVENIR DES PRODUITS DONC si DG = -30 kJ/mol pour A→B, on aura 100 000 fois plus de molécules B que de molécules A
Quel paramètre faut t’il avoir pour qu’une réactions endergoniques (DG > 0) se produise
- Ne peuvent pas se faire sans un apport d’énergie suffisant, correspondant à l’énergie d’activation
- Cette énergie est obtenue par couplage avec une rx exergonique qui libèrera suffisamment d’énergie pour activer la rx endergonique (Si la somme des DG est < 0, la séquence de réactions peut avoir lieu.)
Qu’est-ce que l’ATP et ses rôles
- Source d’énergie pour les rx biochimiques dans la cellule:
- Synthèse des protéines, hormones, cholestérol
- Contraction musculaire
- Transport actif à travers les membranes
Composition de l’ATP
Base azotée (adénine)
Sucre (ribose)
Phosphates
Qu’est-ce que la créatine phosphate
- Créatine est un aa qui peut être phosphorylé par l’ATP pour former la créatine phosphate, un composé riche en énergie, par la créatine kinase
- Forme de mise en réserve d’énergie pour la cellule
- Immédiatement utilisable par la cellule, sans autres réactions du métabolisme
Quelle rx avec la créatine se fait en surplus d’énergie (condition élevé d’ATP)
- Formation de créatine phosphate: créatine + ATP=créatine phosphate
- Vice-versa avec une baisse de l’ATP durant une baisse énergétique
- La créatine phosphate constitue donc un système de tampon pour l’ATP.
L’énergie des liens riches est utilisée par la cellule via le couplage de réactions et ce couplage de rx permet quoi
Réaliser des rx endergoniques non spontannées (DG > 0)
Que nécessite une rx d’oxydoréduction
Une réaction d’oxydoréduction est nécessairement la combinaison de deux demi-réactions:
Qu’est ce qu’un potentiel standard d’oxydoréduction (E0) d’oxydoréduction
- Toute réaction d’oxydoréduction est caractérisée par un potentiel standard d’oxydoréduction (E0).
Qu’implique une rx d’oxydo-réduction et qu’elle est l’équation pour la relation entre le changement d’énergie libre et le changement de potentiel
- Changement d’énergie libre
- LA relation entre le changement d’énergie libre et le changement de potentiel est donnée par l’équations: DG0’=-nF(DE’o)
- Tout comme l’énergie libre, les DE’0 sont additifs.
Que se passe-t-il en présence de 2 couples d’oxydoréduction
- Celui ayant le E’0 le plus élevé sera réduit et l’autre sera oxydé
- Les électrons vont du couple avec le plus faible à celui avec le plus fort
De quoi est responsable la chaine respiratoire mitochondriale
- Recueillir et oxyder les équivalents réducteurs formés durant le métabolisme des glucides, lipides et protéines
- Transporte graduellement les H+ et les électrons du FADH2 et du NADH et H+ vers l’oxygène moléculaire, tout en pompant des protons dans l’espace intermembranaire
Quel est le rôle et les constituants de la coenzyme Q
- La coenzyme Q, ou ubiquinone, est un constituant mobile dans les lipides mitochondriaux qui participe au transport des équivalents réducteurs.
Les protéines fer-souffre
Protéines qui possède un atome de Fe3+ non hémique dans leur structure, qui sera réduit en Fe2+ au cours du transport d’équivalents réducteurs dans la chaîne respiratoire.
Les cytochromes
Les cytochromes sont des protéines possédant une porphyrine (noyau tétrapyrrole) dans lequel on retrouve généralement un atome de fer, mais parfois un atome de cuivre.
Décrit le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale
NADH-coenzyme Q réductase
Complexe le plus large de la chaine: plus de 40 protéines et au moins une flavoprotéine et 7 protéines fer-souffre
Entrée des équivalents réducteurs du NADH et H+ se fait ici
Oxyde le NADH et H+ en NAD+ et transfert les électrons vers l’ubiquinone
Cette étape s’accompagne d’un pompage de protons de la matrice mitochondrie vers l’espace intermembranaire
Décrit le complexe II de la chaîne respiratoire mitochondriale
Succinate-coenzyme Q réductase
Aussi impliqué dans le cycle de Krebs
Petit complexe ancré à la membrane (traverse pas): au moins 4 protéines et 2 types de groupement prosthétique (FAD et fer-souffre)
Entrée des équivalents réducteurs du FADH2 ici
Oxyde le succinate en fumarate (faisant FADH2) et réoxyde ensuite le FADH2 en FAD
Électrons ainsi transférés du FADH2 vers l’ubiquinone
Décrit le complexe III de la chaîne respiratoire mitochondriale
- Cytochrome c réductase
- Complexe dimérique: chaque monomère possède au moins 11 polypeptides et contient 3 groupements hème et 1 centre fer-souffre par monomère
- Ubiquinone a été réduite en ubiquinol par les complexes I et II
- Il accepte les électrons de l’ubiquinol et les transfèrent au cytochrome c
- Étape s’accompagne du pompage de protons
Décrit le complexe IV de la chaîne respiratoire mitochondriale
- Cytochrome c oxydase
- Dimérique: chaque monomère possède 13 polypeptides, contient 2 cytochromes et 2 atomes de cuivre
- Cytochrome migre ici
- Complexe accepte les électrons un à un du cytochrome c et les transfèrent à l’oxygène moléculaire en bloc de 4: dernière étape de la chaine respiratoire
- Étape s’accompagne du pompage de protons
Rôles des complexes I, III et IV de la chaîne respiratoire dans la théorie chimiosmotique
Les complexes I, III et IV de la chaîne respiratoire agissent comme des pompes à protons qui expulsent des ions H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire et puisque la membrane interne mitochondriale étant imperméable aux ions, les protons s’accumulent dans l’espace intermembranaire.
Qu’est-ce que l’ATP synthase de la théorie chimiosmotique et que font ses parties
- Protéine transmembranaire localisée dans la membrane interne des mitochondire
- Partie Fo est un canal transmembranaire transporteur de H+
- Partie F1 ATPase est la sous-unité phosphorylante
- Protons dans l’espace intermembranaire retournent dans la matrice en empruntant le canal Fo, ce qui entraine la synthèse d’ATP par la sous-unité F1/
Que fait le cylindre de 12 sous-unités c dans Fo
Mobile et reliée aux sous-unités epsilon et gamma de F1. L’ensemble forme le rotor
Structure de l’ATP synthase
Il y a trois site de liaison pour les nucléotides (À l’interface des sous-unités a et b)
En tournant, la sous-unité g occasionne un changement de conformation menant à la synthèse d’ATP
