UE1B-6 La Relation structure-fonction des Biomolécules : GLUCIDES Flashcards
Définition : Glucides
Formule Brute : Cn(H2O)n
= polyalcools qui contiennent soit une fonction aldhéhyde (aldoses), soit une fonction cétone (cétoses)
Quelles sont les nombreuses fonctions qu’assurent les Glucides ?
1) Métabolisme Cellulaire
2) Rôle structural
3) Étiquetage et Adressage
Fonction des Glucides : Métabolisme Cellulaire
Les Glucides constituent une source d’énergie disponible immédiatement (glucose)
ou
après dégradation d’une forme de réserve (amidon ou glycogène).
Fonction des Glucides : Rôle Structural
Avec l’exemple des Riboses ou des Désoxyriboses : qui constituent les acides nucléiques, mais aussi de la cellulose des parois des végétaux, ou encore du remplissage des matrices extracellulaires.
Fonction des Glucides : Étiquetage et Adressage
=> intracellulaire des protéines.
Comment différencier Aldéhyde et Cétone ?
- Aldéhyde = Fin de Chaîne
- Cétone = Milieu du chaîne (le groupe carboxyle est lié à 2 atomes de carbone)
Définition : les ALDOSES
- Sont de série D : dérivent du D-glycéraldéhyde
=> Distinguer les Pentoses (5 carbones) des Hexoses (6 carbones) :
- le RIBOSE = le pentose le plus important
- le GLUCOSE = l’hexose le plus important
Concernant le RIBOSE…
° Il peut-être désoxygéné.
=> Lorsqu’il est associé à une base azotée, il forme un nucléoside et entre dans la composition des Acides Nucléiques.
Concernant le GLUCOSE…
=> il représente un carburant essentiel pour l’organisme.
Définition : les CÉTOSES
- Dérivent de la Dihydroxyacétone
=> le FRUCTOSE = un hexose retrouvé dans les fruits et dans le miel
Concernant le FRUCTOSE…
=> fournit autant de calories que le glucose.
- Son pouvoir sucrant est supérieur mais son effet sur la satiété serait moindre.
Définition : Cyclisation des oses
=> lorsque les Oses sont placés en solution, ils se cyclisent => provoque : apparition d’une anomérie = nouveau carbone asymétrique.
Le groupement OH peut alors être orienté vers le haut ou vers le bas :
- OH vers le bas = alpha
- OH vers le haut = bêta
Ces isomères dans l’espace conditionnent les interactions entre les molécules.
Définition : Carbone Asymétrique
=> un Carbone lié à 4 constituants différents.
Définition : Deux Isomères d’espace
=> 2 molécules identiques qui ont une conformation spatiale différente.
La Nomenclature des oses : Que regarder pour nommer un Ose ?
- l’Anomérie (alpha ou bêta)
- l’Eniantiométrie (D ou L)
- le Nom de l’ose
- la Forme du cycle
Exemple de Nomenclature : Groupe OH du nouveau carbone asymétrique
=> le groupe OH du nouveau carbone asymétrique : situé vers le bas = Anomérie ALPHA
→ c’est un D-glucose et cette forme de cycle correspond à un pyranose.
Définition : 2 énantiomères
= images l’un de l’autre dans un miroir.
Ainsi, un glucose de série D = l’image dans un miroir d’un glucose de série L.
Définition : Glycanes
- un ensemble d’oses liés entre eux par des liaisons glycosidiques
Comment est obtenue la liaison GLYCOSIDIQUE ?
=> par une réaction de condensation entre l’alcool OH du carbone anomérique et un autre alcool (avec une perte d’H2O)
Définition : Disaccharide
= 2 oses
Définition : Oligoside ou Oligosaccharide ou Oligoholoside
= Entre 3 et 10 oses
Définition : Polysaccharide
= plus de 10 unités
Définition : Disaccharides (ou Diholosides)
=> LACTOSE & SACCHAROSE
Exemple de Disccharides : LACTOSE
° Lactose = Galactose + Glucose (le sucre du lait)
Dans l’intestin : LACTOSE = hydrolysé par la beta-galactosidase (ou lactase) de façon à ce que les cellules intestinales (= entérocytes) : absorbent séparément le glucose et le galactose.
- les individus intolérants au lactose : possèdent moins d’enzymes fonctionnelles que la normale.
Exemple de Disccharides : SACCHAROSE (ou Sucrose)
° Saccharose = Glucose + Fructose
=> Produit par de nombreuses plantes comme la betterave ou la canne à sucre.
- Glucose : un Aldose
- Fructose : un Cétose
Définition : Polysaccharides ou Polyosides ou Polyholosides ou Glycanes
=> Polymères qui enchaînent plusieurs dizaines d’unités sacchariques, liées entre elles par des liaisons glycosidiques.
Exemples de Polysaccharides constitués de Glucose : la Cellulose
= fibres résistantes aux dégradations biologiques et chimiques
Exemples de Polysaccharides constitués de Glucose : l’Amidon et le Glycogène
= des formes de stockage et des combustibles facilement métabolisables
Qu’elle est la différence notable entre la Cellulose et l’Amidon / le Glycogène ?
= la liaison GLYCOSIDIQUE
Quelle est la différence entre les 2 liaisons glycosidiques de la Cellulose et l’Amidon / le Glycogène ?
° La Cellulose possède une liaison bêta 1-4
→ fonctions alcools sont orientés vers le haut : bêta
° L’Amidon (et le Glycogène) possèdent une liaison alpha 1-4
→ fonctions alcools sont orientés vers le bas : alpha
Définition : La CELLULOSE
=> polymère linéaire de milliers d’unités de glucose, associées en faisceaux parallèles = forment des microfibrilles : assemblées en fibres de plus gros calibres chez les végétaux.
Propriétés de la cellulose : (7)
• Produite par le monde vivant en quantité + abondante
• 50% du carbone organique
• Synthèse 50 à 100 milliards de tonnes/an
• Macromolécules : très présente dans les parois des végétaux (= leur matrice extracellulaire) : paroi pecto-cellulosique faite de fibres de cellulose entremêlées à un gel à base d’eau et de pectines (glucides)
• Permet aux plantes d’être robustes, résistantes à la pression : responsable du port dressé des plantes
• Fibres : forment des capillaires pour la conduction de l’eau
• Résistance à la dégradation biologique et chimique
Quelles sont les différences entre l’AMIDON et le GLYCOGÈNE (= Polysaccharides), concernant leur rôle ?
• Amidon :
Glucide constitutif des réserves énergétiques stockées par les végétaux
• Glycogène :
Glucide constitutif des réserves énergétiques des animaux (foie et muscles), ainsi que des champignons
Quelles sont les différences entre l’AMIDON et le GLYCOGÈNE (= Polysaccharides), concernant leur composition ?
• Amidon :
Amylose et Amyloceptine = polymères linéaires et branchés
• Glycogène :
Structure proche de celle de l’Amyloceptine
Quelles sont les différences entre l’AMIDON et le GLYCOGÈNE (= Polysaccharides), concernant leur intérêt énergétique chez l’Homme ?
• Amidon :
Ressource Calorique (= céréales, tubercule de pomme de terre)
• Glycogène :
Fournit du glucose à notre organisme pendant 8h : après => réserves lipidiques
Définition : Glycogénèse
=> Stockage du glucose dans le foie, sous forme de Glycogène, sous l’influence de l’insuline.
(À la prise d’un repas, le taux de glucose dans le sang augmente.)
Définition : Glycogénolyse
=> Dégradation du Glycogène en glucose, par le Glucagon.
(En période de jeûne : lorsque le taux de sucre dans le sang est trop bas)
La Dégradation des Polysaccharides
=> notre organisme ne possède que des Enzymes capables de digérer les liaisons alpha 1-4
• Comme l’AMYLASE
Définition : AMYLASE
=> présente dans la salive : libère du glucose à partir d’amidon. (Digère les liaisons alpha 1-4)
- ce glucose pourra servir de substrat énergétique
Concernant la Cellulose et sa résistance à la dégradation biologique
=> Cellulose : extrêmement résistante à la dégradation biologique, les enzymes capables de la digérer (liaisons bêta 1-4) : sont très rares dans le monde vivant.
Quelles enzymes peuvent dégarder la Cellulose ?
- les enzymes capables de dégrader les liaisons bêta 1-4 de la Cellulose sont très rares dans le monde vivant.
=> Mais cette dégradation peut-être effectué par des Enzymes Bactériennes : les Cellulases
Où trouvent-on les Cellulases ?
Chez les Herbivores, dans leur tractus digestif : Bactéries pouvant créer = le matériel enzymatique nécessaire à la dégradation de la Cellulose.
Quels sont les autres Polysaccharides ?
- Pectine
- Lignine
- Fructosanes, Carraghénanes
- Chitine (= constitue la paroi des champignons + les ailes transparentes des insectes + les cuticules + les carapaces) : un enchaînement de 2 N-actétylglucosamine (= un ose modifié)
Défintion : Glycosaminoglycanes
= polysaccharides qui composent la substance fondamentale des matrices extracellulaires animales.
=> constituent un gel de remplissage des espaces inter-cellulaires.
Quelques exemples de Glycosaminoglycanes
- Acide Hyaluronique (tous les tissus conjonctif, liquide synovial)
- Chondroïtine Sulfate (Cartilage)
- Dermatane Sulfate (Peau/Derme)
- Kératane Sulfate (Cornée)
- Héparane Sulfate et Héparine (foie, poumons + propriétés anticoagulantes)
Définition : Liquide Synovial
=> Liquide présent dans les articulations et permet leur mobilité.
Définition : Acide Hyaluronique
= Polymère formé de répétitions : d’acide glucuronique + N-acétylglucosamine
Propriétés de l’Acide Hyaluronique
- Résistance à la compression des tissus conjonctifs
- Augmentation de la viscosité du liquide synovial
- Augmentation de l’élasticité du cartilage
- Présence dans la cornée
- Rôle dans le modelage des structure embryonnaires (= formation du coeur et de la cornée)
- Propriétés cicatrisantes en chirurgie et comblement des rides en chirurgie esthtétique
Exemple d’utilisation de l’acide hyaluronique
=> peut être utilisé en pratique médicale
° Arthrose du Genou :
maladie articulaire qui conduit à la destruction du cartilage = provoque des douleurs importantes à la mobilité.
Propriétés des Matrices Extracellulaires
=> Glycosaminoglycanes y sont associés à des composantes fibreuses (collagène + élastine) = donne des propriétés extra-cellulaires ordinaires.
Que font les Glycosaminoglycanes aux cellules ?
=> Elles sont produites par les Cellules de façon à les entourer, les protéger et les structurer.
(Tout sucre constitué de + de 2 unités = qualifié de Glycane)
Les Fonctions de Glycosaminoglycanes
- Résistance et souplesse aux tissus conjonctifs et à la cornée
- Dureté et protection (squelettes et exosquelettes lorsqu’ils sont calcifiés)
- Remplissage des espaces entre les cellules
- Facilitation de la diffusion de l’eau, des ions, des nutriments et des signaux de communication
Définition : Oligosides
=> formé de 3 à 10 unités osidiques
- Impliqués dans des mécanismes de reconnaissance = forment des «antennes glucidiques» qui vont décorer d’autres molécules.
Oligosides et Membranes Plasmiques
- Glucides liés aux protéines : Glycopropriétés
- Glucides liés aux lipides : Glycolipides
=> Fonctions de ces glucides (situés sur la face externe de la membrane plasmique) = reconnaissance par les cellules pour permettre une communication inter-cellulaire.
Comment appelle-t-on un Glycosaminoglycane associé à une protéine ?
= Protéoglycane
Quels types de Glucides retrouve-t-on du côté externe de la membrane plasmique ?
=> Protéoglycanes : formés d’un Glycosaminoglycane + une protéine
=> Glycoprotéines ont différents motifs de glucidiques = permettre des mécanismes de reconnaissance
Concernant l’Asymétrie de la membrane…
- Glucides sont placés à l’extérieur de la membrane plasmique.
Asymétrique = par l’organisation des phospholipides mais aussi le positionnement des Glucides.
Quelles est la composition des têtes de Glycolipides et Glycoprotéines ?
=> Formés d’une tête avec différents sucres
= permettent un étiquetage et une reconnaissance spécifique
Exemple des Groupes Sanguins :
=> il en existe 3 : A, B ou O
- déterminés par des motifs glucidiques précis
Les motifs Glucidiques précis de chaque groupes sanguins : O, A, B
° O = un motif de base à 5 sucres
° A = un motif O, avec en plus, un N-acétylgalactosamine
° B = un motif O, avec en plus, un Galactose
(Sucres qui déterminent notre groupes sanguins)
Que permettent de constituer les groupes d’oses à la surface des hématies ?
=> ils constituent des Antigènes :
- Antigène de type O (motif de base) = 1 glucose + 2 galactoses + 1 N-acétylglucosamine + 1 fructose
- Antigène de type A = on ajoute un N-acétylgalactosamine au motif O
- Antigène de type B = on ajoute un galactose au motif O
Comment sont générés ces différents motifs ?
=> générés par une enzyme, qui est absente chez les individus O.
Quelle enzyme est présente chez tout le monde ?
=> Enzyme H, qui détermine le motif O
(Déterminé génétiquement)
Étapes de la formation des Antigènes des Hématies : (3)
1) Une première série d’enzymes communes à tous les individus forme le motif de
base : dont l’enzyme H qui donne le motif à 5 sucres.
2) Chez certains individus = enzyme A qui va ajouter un N-acétylgalactosamine pour donner le motif A.
3) Chez d’autres individus = enzyme B qui va ajouter un galactose pour donner le motif B.
Pourquoi est-il important de connaître son groupe sanguin ?
Pour éviter l’Hémolyse (destruction des Hématies) au moment de la transfusion.
=> lié à la présence d’anticorps dans le sang, dirigés contre les Antigènes que nous ne possédons pas.
(Exemple : un individu du groupe A va produire des anticorps anti-B)
Dominance et Récessivité concernant les groupes sanguins…
- Gènes A et B = Dominants
- Gène O = Récessif
Pourquoi les personnes du Groupe O sont des donneurs universels ?
Les hématies du groupe O = aucun antigène de surface.
Au moment d’une transfusion, le receveur ne pourra donc pas produire d’anticorps qui viendrait détruire nos hématies.
=> On peut donc donner du sang de groupe O à tout le monde!
Pourquoi les personnes du groupe AB sont des donneurs universels ?
Car ils ne possèdent aucun anticorps.
Ils ne pourront donc pas détruire les hématies d’une transfusion même si ce sont des antigènes différents.
