Module 3 - Biochimie structurale Flashcards
Qu’est ce que des isotopes ?
Deux atomes sont isotopes s’ils ont un nombre identique de protons (donc d’électrons)
Mais nombre de neutrons différent
Ils correspondent au même élément chimique et sont représentés par le même symbole (lettre)
Mais non pas la même masse
Qu’elle est la seule exception où des isotopes non pas le même nom et symbole ?
Exception pour les isotopes de l’hydrogène notés respectivement :
- H (hydrogène),
- D (deutérium)
- et T (tritium)
Qu’est ce qu’une molécule ?
Des atomes reliés entre eux par des liaisons covalentes : simples, doubles ou triples
Chaque liaison correspond à la mise en commun de deux électrons
Qu’est ce que la règle de l’octet ?
Dans le but de se stabiliser, tous les atomes essaient de remplir leur couche de valence au maximum
Pour cela, ils mettent en jeu un électron libre dans une liaison covalente pour se lier à l’électron libre d’un autre atome
Nombre d’électron par couche ?
Couche n : 2n²
Couche 1 : 2
Couche 2 : 8
Couche 3 : 18
Couche 4 : 32
…
Qu’est ce qu’un ion ?
C’est une entité chargée électriquement :
- positivement = cation
- négativement = anion
Ions simples (ex : Cl-) : des atomes qui auraient perdu ou gagné des électrons
Ions complexes (ex : NO3-) : des molécules qui ont cédé ou capté un ion, souvent H+
Citer les 4 grandes familles de molécules qui constituent l’essentiel de l’alimentation
- La famille des glucides (glucose, lactose, amidon…)
- La famille des lipides (triglycérides, cholestérol, acides gras…)
- La famille des protides (acides aminés, peptides et protéines)
- La famille des acides nucléiques (composés du nucléotides : ADN, ARN)
Citer 2 méthodes de conservation d’échantillon
La congélation :
- préserve bien l’échantillon mais peut dénaturer les protéines
- entre -20 et -192°C
La lyophilisation :
- concerne les solutions d’abord congelées
- puis l’eau qu’elles contiennent est évaporée par sublimation sous vide
- il reste un produit déshydraté
- détruit les biomolécules et leur activité
Citer 4 méthodes de séparation
- sédimentation / centrifugation
- filtration / ultrafiltration
- chromatographie
- électrophorèse
Qu’est ce que la matière organique ?
Elle est composée de matière carbonée, entourée d’eau et d’azote
Donc atomes les plus abondants :
- carbone (C),
- hydrogène (H),
- oxygène (O),
- azote (N),
- et un peu de phosphore (P) et de soufre (S)
Qu’est ce que la chimie organique ?
La chimie des molécules carbonées : les biomolécules
L’organisation du carbone :
Il met en jeu quatre électrons de valence pour
Si on ne connaît pas l’élément auquel est fixé le carbone, on l’appelle R
(radical)
R peut être un seul atome ou toute une suite de molécules
Le carbone est asymétrique lorsqu’il
possède quatre radicaux différents : il est noté C*
Qu’elles sont les différentes formes d’écriture d’une formule chimique ?
La formule brute : c’est l’écriture la plus simple et la plus compacte. On note les atomes une seule fois avec leur coefficient stœchiométrique
La formule semi-développée : toutes les fonctions chimiques et les liaisons covalentes sont notées à l’exception des liaisons carbone-hydrogène
La formule développée : tous les atomes et toutes les liaisons covalentes apparaissent
La formule topologique : représentation simplifiée qui met en évidence
le squelette hydrocarboné de la molécule sans noter certains atomes : par définition :
- un angle représentera un
carbone,
- les atomes d’hydrogène ne sont pas notés
(- une barre simple représente une fonction –OH)
Qu’est ce que des isomères ?
Molécules ayant la même formule brute mais des formules développées différentes
L’organisation des atomes dans l’espace étant différente, leurs fonctions différeront
Qu’elles sont les 2 grandes familles d’isomères ?
Les isomères de constitution
Les stéréo-isomères
Quels sont les isomères de constitution ? + leur définition
Ils diffèrent par la disposition des atomes au sein de la molécule :
- isomérie de position : une fonction est déplacée dans la molécule
- isomérie de fonction : les atomes s’associent pour former des fonctions différentes
- isomérie du squelette carboné (= isomérie de chaîne) : la chaîne principale de carbone s’organise différemment dans l’espace
- isomères d’insaturation : les liaisons carbonées simples, doubles ou triples sont à des positions différentes
Différence entre isomères de constitution et stéréo-isomères
Isomères de constitution = différence de disposition des atomes dans la molécule
Stéréo-isomères : l’organisation de la molécule dans l’espace est différente
Quels sont les 2 grands types de stéréo-isomères ?
Les énantiomères
Les diastéréo-isomères
Qu’est ce que les énantiomères ?
Les deux molécules sont les images miroirs l’une de l’autre, qui ne sont pas superposables (comme nos deux mains)
Cela est possible dès qu’il y a un carbone asymétrique
Autres noms des énantiomères ?
Ce sont des isoméries optiques car elles font dévier le sens de la lumière :
- vers la droite = forme dextrogyre = D
- vers la gauche = forme lévogyre = L
Comment s’appelle une molécule ayant 2 énantiomères ?
Molécule “chirale”
Quels sont les 2 types de diastéréo-isomères ?
Les isomères cis/trans ou Z/E
Les conformères
Définition des diastéréo-isomères
Par définition, ce sont les stéréo-isomères qui ne sont pas énantiomères
C’est-à-dire que l’organisation dans
l’espace diffère, mais on ne retrouve pas d’image miroir
Qu’est ce que les isomères cis/trans ?
C’est la différente position de deux fonctions autour d’une liaison carbonée
double.
Si les deux fonctions sont du même côté, ils sont appelés CIS ou Z.
Si les fonctions sont en positions opposées, ils sont TRANS ou E.
On retrouve notamment cela dans la structure des acides gras insaturés
Qu’est ce que les conformères ?
C’est une isomérie de conformation formée par rotation des fonctions autour d’une liaison carbonée simple (sans rupture de la liaison)
On distingue :
- l’épimère : un seul carbone voit ses fonctions dans une autre organisation - notamment dans les oses (peut changer le type d’ose)
- l’anomère: un cas particulier d’épimère concernant le carbone hémi-acétalique d’un
ose - on lui définit les positions alpha ou bêta
(ne change pas le type d’ose)
Quels sont les grands groupements chimiques ?
8 grands groupements :
- fonction alcool -OH
- fonction amines -N
- fonction amide R-CO-NH2
- fonction carbonyles -C=O
- fonction carboxylique -COOH
- fonction thiol -SH
- les acides phosphoriques -HPO(4)2-
- fonction ester R-CO-O-R’
Fonction alcool :
-OH
Trois types selon les autres fonctions que porte le carbone lié à l’alcool :
- alcool primaire : le carbone porte : OH + R + 2H
- alcool secondaire : le carbone porte : 2R + H+ OH
- alcool tertiaire : le carbone porte : 3R + OH
Fonction amine
-N
Trois types (comme pour l’alcool) :
- amine primaire : l’azote porte : 1R + 2H → c’est une fonction basique. A pH physiologique, sous la forme -NH3+
- amine secondaire : l’azote porte : 2R + 1H
- amine tertiaire : l’azote porte 3R
Fonction amide
R-CO-NH2
Issu de la condensation d’un acide carboxylique (-COOH) et d’une fonction amine (-N)
Fonction carbonyle
-C=O
Une liaison double entre un carbone et un oxygène
2 types de fonctions carbonyles :
- fonction cétone : C est lié à 2R + O avec liaison double → l’oxygène est inséré dans la chaine
- fonction aldéhyde : C est lié à R + H + O avec liaison double → O est à l’extrémité de la molécule
Fonction carboxylique
-COOH
C’est une fonction acide
A pH physiologique : COO-
Fonction thiol
-SH
Retrouvée dans l’acide aminé cystéine
Les acides phosphoriques
Fonctions très réactives en fonction du pH : on les retrouvent dans de nombreuses réactions et molécules du métabolisme énergétique
Se lie facilement à une fonction alcool
A pH physiologique : HPO(4)2-
Fonction ester
R-CO-O-R’
Issu d’une réaction d’estérification entre un acide carboxylique et un alcool primaire
Quelles sont les 2 réactions chimiques principales ?
La condensation et l’hydrolyse
C’est 2 réactions vont porter des noms différents en fonction des molécules engagées
Principe de la condensation- hydrolyse
2 réactions inverses :
- condensation = former une liaison covalente par retrait d’eau
- hydrolyse = coupure d’une liaison covalente par ajout d’eau
Principe de la phosphorylation
Condensation par ajout d’un phosphate inorganique sur une fonction alcool et perte d’eau
Principe de l’estérification
Condensation réversible
Réaction entre acide carboxylique (COOH) et alcool = formation ester
Réaction entre acide carboxylique et fonction thiol = thioester
Principe de l’amidification
Condensation réversible
Entre acide carboxylique (COOH) et amine (N) = amide (R-CO-NH2)
Principe de l’hémiacétalisation
Condensation réversible
Entre fonction carbonyle (C=O) et alcool
Le carbone prend le nom : carbone hémiacétal
Qu’est ce que la matière minérale ?
C’est la matière inorganique = dépourvue de carbone
C’est ce qu’on appelle les minéraux
Sous quelle forme trouve-t-on la matière minérale dans l’organisme humain ?
Dans l’organisme, les minéraux sont souvent
en solutions (ions) : on parle d’électrolytes
On peut aussi trouver des minéraux sous forme de cristaux solides (ex : calcium dans les os)
Différence entre micro-éléments et oligo-éléments ?
Micro-éléments : quantité inférieure à 10g dans l’organisme
Oligoéléments : à l’état de trace dans l’organisme : 0,1g dans l’organisme
Citer les micro-éléments contenus dans l’organisme
Au nombre de 5 :
- Iode : I
- Fluor : F
- Fer : Fe
- Zinc : Zn
- Brome : Br
Les oligo-éléments de l’organismes peuvent être séparés en 2 groupes, lesquels ?
Les oligo-éléments à risque de carence
Les oligo-éléments dont la carence est à faible risque
Citer les oligo-éléments à risque de carence dans l’organisme humain
Le fer (Fe)
L’iode (I)
Le cuivre (Cu)
Le zinc (Zn)
Le sélénium (Se)
Le chrome (Cr)
Le molybdène (Mo)
Le bore (B)
Citer les oligo-éléments dont la carence est à faible risque
Manganèse (Mn)
Etain (Sn)
Nickel (Ni)
Silicium (Si)
Vanadium (V)
Rôle du sodium dans l’organisme
Assure le fonctionnement de nombreux transporteurs et permet le potentiel d’action neuronal
Rôle du calcium dans l’organisme
Essentiel dans la contraction musculaire
Rôle du fer dans l’organisme
Sous forme Fe2+ il permet le transport de l’oxygène
Rôle du cuivre, du zinc et du chrome dans l’organisme
SE sont des co-facteurs enzymatiques
Rôle du magnésium dans l’organisme
Cofacteur de plusieurs enzymes de la glycolyse