Cours lipides S2 Aménagée 2016

LES LIPIDES
I- Définition:
 Molécules organiques insolubles dans l’eau et solubles dans les solvants organiques (acétone,
Chloroforme, éther…).
 Ils constituent 1 groupe très hétérogène mais avec 1 grand point commun: ils présentent un
grand nombre de groupements non polaires
 lipide est soit une molécule
 complètement apolaire (lipides neutres)
 bipolaire = amphiphile ou amphipathique avec 1 tête polaire liée à 1
chaîne fortement apolaire (queue) :
Rôles:




# 20% du poids du corps
Réserve énergétique dans les adipocytes (1g lipides => 9kCal)
Constituants essentiels des membranes
Rôle de précurseurs : vitamines, hormones stéroïdes et sexuelles , prostaglandines.
II- Les acides gras
Ils sont monoacides, linéaires, à nombre par de carbones, soit saturés soit insaturés.
Ce sont des acides carboxyliques R-COOH, R= chaîne aliphatique carbonée de longueur variable
Formule générale: (CH)3-(CH)n-COOH
Le 1er carbone est le carboxyl
1- AG saturés:
C4: acide butanoïque ou butyrique :
C6:
‘’
hexanoïque = caproïque
C8:
‘’
octanoïque = caprylique
3
CH3-(CH2)2-COOH ou CH3
2
4
C1OOH
AG chaîne courte
C10: ‘’
décanoïque = caprique
C12: ‘’
dodécanoïque = laurique
C14: ‘’
tétradécanoïque = myristique
C16: ‘’
hexadécanoïque = palmitique
C18: ‘’
octadécanoïque = stéarique
AG chaîne moyenne CH3-(CH2)14-COOH
15 13 11 9
7
CH 14 12 10 8 6
16 3
5
3
4
2
C1OOH
C20: ‘’
arachidonique
C22: ‘’
béhénique
C24: ‘’
lignocérique
C26: ‘’
cérotique
AG chaîne longue
…
Le nom courant rappelle son origine. Pas d’insaturation => Cn : 0
Nombre de carbones
 Chez les plantes sup et animaux, les AG les + communs ont de 14 à 20 C, avec nette
prédominance de ceux à 16 et 18 C.
 Les AG avec un nb de C > 24 : essentiellement des composants des cires protectrices
synthétisées par les plantes, bactéries et insectes.
2- AG insaturés:
 Représentent plus de la ½ des AG des pltes et animaux
 Ils possèdent une double liaison: acides monoéthyléniques ou monoinsaturés
plusieurs doubles liaisons: ac. Polyéthyléniques ou polyinstaurés
a- AG monoinsaturés:
1 seule double liaison quel l’on peut exprimer soit en partant:
du carboxyle (1er carbone): le symbole est D
du Méthyl (dernier): le symbole est ω (la plus courante)
Ex: l’acide palmitoléique = C16 : 1D9 ou C16 : 1ω7
2 4
1
CH3
6
8 6
4
2
14 12 10 9
3 5 7
16
C1OOH
CH3-(CH2)5-CH CH-(CH2)7-COOH
l’acide oléique = C18 : 1D9 ou C18 : 1ω9
1
CH316
14 12 10 9
3 5 7 9
8 6
2 4 6 8
4
2
C1OOH
CH3-(CH2)7-CH CH-(CH2)7-COOH
Très abondant dans les graisses végétales et animales
 La présence d’1 double liaison entraîne une isomérie Cis-Trans
 Les AG naturels sont Cis:
CH=CH
CH2
CH2
CH2
 Isomérie Trans:
CH=CH
CH2
b- AG polyinsaturés:
Famille linoléïque (ω6)
Acide linoléïque C18: 2 ω6,9= C18: 2D 9,12 = diéthylénique, AG indispensable
AG en C18 avec 2 doubles liaisons ω6,9
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
CH3
1
3 5
8
11
2 4 6 12 10 9
7 9
8 6
7 5
4
2
3
C1OOH
Dans l’organisme, il conduit par voie enzymatique à l’acide arachidonique
Acide arachidonique C20: 4ω6,9,12,15= C20: 4D
5,8,11,14 =
polyéthylénique (formule dans
polycopié).
 En raison des doubles liaisons, il est presque cyclique.
 C’est un constituant des mb plasmiques.
Famille linolénique (ω3)
Acide a linolénique C18: 3ω3,6,9 = C18: 3D 9,12,15 = triéthylénique.
CH3
3 15 6 12 9
1
2
9 7
8 6
5
C1OOH
3
4
2
Acide g linolénique C18: 3ω7,10,13 = C18: 3D 6,9,12 indispensable.
L’acide arachidonique donne naissance aux autres molécules à 20C:
eicosonoïdes: prostaglandines et leucotriènes par action de la cyclooxygénase et
lipoxygénase
Les prostaG:
 20C dont 1 cycle à 5 atomes de carbone (voir polycopié PGE1)
 Molécules liposolubles = agents de signalisation para et autocrine qui agissent sur les
plaquettes, utérus et endothélium: PGE1, PGE2, PGD et PGF.
Les leucotriènes:
 synthèse principalement dans les leucocytes
 2 classes: B4 et LTB4
H OH
COOH
Rôle chimiotactique pour les leucocytes sur
les sites d’inflammation
 LTC4, LTD4, LTE4.
 Rôle dans la broncho-constriction.
c- les AG atypiques:
 AG à nombre impair de carbone (graisses animales, microbes)
 AG avec des modifs de la chaîne carbonée  insaturations
avec des substitutions
avec des cyclisations.
Exemples :
Insaturations particulières:
Config Trans: ac trans-vaccenique = isomère trans de l’ac. Oléïque: C18: 1D 11
Positions anormales: généralement on a vu D 9,12,15… on peut trouver du
C11: 1D 10 dans la graisse des cheveux de l’adulte (pas de l’enfant) = anti-fongique
Nb impair
Doubles liaisons conjuguées chez les plantes: C18: D 9,11,13
Substitutions:
Hydroxylations: dans AG du cerveau (ac cerébronique), de certains microbes ,
huiles ou cires végétales.
CH3-(CH2)7-CH CH-(CH2)12-CHOH-COOH 24C
Ramifications: souvent des méthylations
Le canard enduit ses plumes de graisses constituées d’EG en C10 ou C11
tétraméthylés en position 2,4,6,8.
Cyclisations:
- Acides cyclopenténiques
Huiles de graines, arbre tropical
(CH2)n-COOH
n=10 ou 12  C16 ou C18
- Prostaglandines
III- Les alcools
Les lipides sont constitués d’alcools, il existe 2 classes
1- les alcools aliphatiques saturés ou non
Le principal saturé est le Glycérol = trialcool CH2OH
CHOH
CH2OH
Alcools aliphatique insaturé:
- les dolichols = polymères de 2-methylbutadiène pouvant porter
90 carbones (structure sur le polycopié)
- La sphingènine ou sphingosine (structure sur le polycopié)
2- les alcools cycliques saturés ou non
L’alcool cyclique saturé dans les lipides est l’inositol, il existe de nombreux
isomères.
OH
OH OH
OH
1
2 OH HO
3
OH
OH HO
OH
6
HO 5
4
Inositol 1, 4, 5 Triphosphate
= 2nd messager
OH
Myo inositol
Cis inositol
L’alcool cyclique insaturé retrouvé dans les lipides est le cholestérol (structure
sur polycopié)
18
19 11
12
CH3
21
CH3
20
22
13
17
CH3 C D
1
14
16 23
2
9
24
10
8 15
25
B
A
3
7
27
26
OH 4 5 6
3 cycles hexagonaux, 1 cycle pentagonal
1 fonction alcool en C3 , 1 double liaison en D5
N’existe que dans les graisses animales
Précurseur d’hormones et vitamines.
IV- Les lipides simples
Ce sont des esters d’acides gras que l’on classe en fonction de l’alcool:
Glycérides: esters du glycérol
cérides: esters d’alcools à longue chaîne
stérides: esters du stérol (alcool polycyclique)
1- les glycérides
Le glycérol = triol ; par estérification on pourra avoir
un mono ester  monoglycéride
un diester  diglycéride
un triester  triglycéride (TG)
Lorsque les AG du di ou tri ester sont identiques  di ou triglycéride homogène.
Dans le cas contraire  di ou triglycéride mixte.
Les Triglycérides sont des lipides neutres
O
CH2-O-C-R1
*
*
O
CH2-O-C-R
OH
aCH
1 2
bCHOH
CHOH
2
OH
aCH
3 2
CH2OH
a -monoglycéride
glycérol
CH2OH
CHOH
CH-O-C-R
O
CH2OH
CH2-O-C-R2
O
b -monoglycéride
O
CH2-O-C-R
O
CH-O-C-R
O
CH2-O-C-R
O
CH-O-C-R
O
CH2-O-C-R1
O
CH-O-C-R2
CH2OH
CH2-O-C-R
O
CH2-O-C-R3
O
triglycéride
(homogène)
triglycéride
(mixte)
*
a b -diglycéride
(homogène)
*
a a’-diglycéride
Mixte : R1 = R2
Homog: R1 = R2
chirale
*CMolécule
ou C = C chiral
2
b
En chimie, un composé chimique est
chiral s'il n'est pas superposable à son
image dans un miroir. Si une molécule
est chirale, elle possède deux formes
énantiomères : une lévogyre (qui
tourne à gauche) et une dextrogyre (qui
tourne à droite) qui font tourner un
rayonnement polarisé de manière
opposée.
Ex: 1 Palmityl 2, 3 dioléylglycérol:
C16
C18: 1 D9
CH2OH
1
CHOH
2
CH2OH
3
O
O CH2-O-C-(CH2)14-CH3
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-C-O-CH
CH2-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
O
O
CH2-O-C-R1
O
= TG, réserve énergétique
R2-C-O- CH
importante
+ 3 AG
Très apolaires,
CH2-O-C-R3
solubles dans acétone
O
Hydrolyse des triglycérides
La lipase, enzyme du suc pancératique hydrolyse les TG en monoG + 2 AG.
O
L’hyrolyse est complète dans tissu
CH2OH
CH2-O-C-R1
adipeux car fait intervenir la lipase
O
O
+ 2 R-COOH hormonosensible, puis une mono
R2-C-O- CH
R2-C-O- CH
CH2-O-C-R3
O
CH2OH
Monoglycéride
Glycéride lipase pour donner
Glycérol + 3 AG
2- les cérides:
 Principaux constituants des cires végét., animales et bactériennes
 Monoesters d’AG et d’alcools aliphatiques à longue chaîne (en général alcools
primaires à Nb pair de C, saturés et non ramifiés).
CH3-(CH2)n-COOH
AG
+
HO-CH2-(CH2)n’-CH3
Alcool gras
CH3-(CH2)n - C - O- CH2- (CH2)n’-CH3
O Liaison ester
Céride
 La longueur des chaînes carbonées varie de 14 à 30C pour l’AG et de 16 à 36 C pour
l’alcool gras.
Ex: Palmitate de Cétyle :
alcool cétylique = CH3-(CH2)15-OH
C16
16
1 O
O
16’
1’
CH3-(CH2)14- C - O- CH2- (CH2)14-CH3
O
 Molécules insolubles dans l’eau et solubles dans le benzène et chloroforme.
3- les stérides:
 Ce sont des esters du cholestérol: estérification d’un AG sue rla fonction alcool en C3
du cholestérol.
 Cholestérol, très important, apporté par l’alimentation et synthétisé par le foie
• Transporté par le sang dans les lipoprotéines
• Constituant des membranes  rôle dans la fluidité
• Précurseur de 3 groupes de molécules: les hormones stéroïdes, Vitamine D3 et
acides biliaires
Ex: Oléate de cholestérol: C18: 1D9 (ou 1ω9)
CH3
CH3
CH3
O
C
O
CH3
V- Les lipides complexes:
Ils sont classés par rapport à la molécule qui fixe les AG:
soit le glycérol  les glycérophospholipides
 les glycéroglycolipides
soit une base sphingoïde  sphingolipides
1- glycérophospholipides:
 Constitués d’acide phosphatidique et d’alcool
Acide phosphatidique (AP) = Glycérol + 2 AG+ H3PO4
R1-CO-O-CH2
R2-CO-O-CH
O
CH2-O-P-O
O
 Les 2 AG ont une longue chaîne C > 14, l’AG en position 2 est souvent instaurés
 Molécule acide car 2H mobiles de l’AP
 Au pH sanguin (7,3 – 7,4) les 2 fonctions acides sont ionisées.
O
CH2-O-C-R1
O
CH2-O-C-R1
O
R2-C-O- CH
O
R2-C-O- CH
O
CH2-O-P-OH
O
O
CH2-O-P-O-X
O
HO -X
Glycérophospholipide
En fonction du 2ème alcool on a différentes classes:
Sérine
AP -CH2-CH-NH3+
COO
Choline
Ethanolamine
AP -CH -CH -NH+
2
-CO2
phosphatidylsérine
2
3
+ 3 CH3
phosphatidylethanolamine
Inositol
R1-CO-O-CH2
R2-CO-O-CH
O
CH2-O-P- O 2
- 16
O
3
4
5
(le + fréquent dans les
lipides = myoinositol)
CH
3
+
AP -CH2-CH2-N CH3
CH3
Phosphatidylcholine
ou lécithine
(Ammonium quaternaire,
Cerveau, foie, jaune d’œuf)
Les glycérophospholipides sont:
des molécules amphipatiques: 2 pôles :
1 hydrophobe dû à l’AG
1 hydrophile dû à l’ester phosphorique
Amphotères car possèdent à la fois une fonction acide apporté par le 3HPO4
basique apportée par Sér ou Choline
Voir représentations schématique sur polycopié.
+ -
2- glycéroglycolipides:
Les C1 et C2 sont estérifiés par des AG
C3 pas estérifié mais lié à un ose par liaison glycosidique.
Très rare dans le monde animal
Surtout au niveau du chloroplaste
O
1CH2-O-C-R1
O
R2-C-O-2CH
O
CH2
1’
O3
b-D- galactopyranose
1, 2-diacyl-[b-D- galactosyl-1-3]- glycérol
3- Les sphingolipides:
Ce sont des amides de la sphingosine qui se forment par liaison du carboxyle de l’AG sur
le –NH2 de la sphingosine
4
CH3-(CH2)12-CH=CH- CHOH
3
AG + NH2-Sphingosine
NH2- CH
2
Fixation AG
CH2OH
1
1, 3 diOH 2 amino octodeca-4-ène
Insolubles dans l’éther et solubles dans l’alcool à chaud
CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2OH
HO NH
C=O
(CH2)n
CH3
Céramide= N-acyl sphingosine
Le plus simple
On peut trouver. Ac. lignocérique C24
cérebronique C22 avec OH sur le C2
nervonique C24: 1D15
1
Ensuite substitutions possibles:
*
*
O
CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2O-P-O
HO NH
O
Estérification de la fonction alcool Ire
C=O
(CH2)n
CH3
= Sphingosylphosphate
= Céramide-1- phosphate
O
CH3
+
CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2-O-P-O-CH2-CH2-N CH3
CH3
O
HO NH
C=O
Choline
(CH2)n
CH3
Phosphocholine
= Sphingomyéline (voir polycopié)
L’AG le + fréquent est l’ac lignocérique C24
On les trouve dans les tissus nerveux (gaine de myéline) et membranes.
*
Par une partie glucidique par liaison osidique avec le carbone anomérique d’un ose 
glycosphingolipides
En général la partie glucidique ne dépasse pas une 10aine d’unités.
Ils sont classés selon le substituants porté par la partie glucidique:
Les glycosphingolipides neutres:
- Monoglycosylcéramide : 1 seul D-ose
liaison 1-b-osidique
La + part font partie de cérébrosides dont l’AG est à C24
galactosylcéramides (constituants des mb cell. du cerveau)
Glucosylcéramides (dans les autres tissus)
*
CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2
HO NH
C=O
(CH2)22
CH3
O
O
Gal
liaison b-osidique
- Oligoglycosylcéramide: portent 1 oligoside court avec Gal et Glc
Les memb des hématies hum. Contiennent 1 céramide à oligoside
dont la composition détermine les groupes sanguins (fucolipides)
CH3-(CH2)12-CH=CH- CHOH
CH3-(CH2)n-C-NH- CH
O
CH2
GalNAca1-3 Galb1-4 GlcNAcb1-3 Galb 1-4 Glcb1
2
a’1
Fuc
O
Sphingolipide du groupe sg A
Les glycosphingolipides acides:
Le glucide porte un grpt acide minéral (ac. Sulfurique) ou
organique (ac. Sialique, voir polycopié)
RESUME
CH3- (CH2)12- CH=CH- CH - CH -CH2OH
R2
HO NH
C=O
(CH2)n
R1
CH3
R1 : Ac. lignocérique
cérbronique
nervonique
R2: H
céramide
Phosphate
céramide-1-phosphate
Phosphocholine
sphingomyéline
Glucide
glycosphingolipide
ose
cérébroside
oside neutre
glycosphingoL neutre
oside acide
glycosphingoL acide
-sulfate
sulfoglycosphingoL
-acide sialique
sialoglycosphingoL ou ganglioside
VI- Propriétés physiques des lipides:
Solubilité
- Peu solubles dans l’eau, plus il y a de C moins ils sont solubles
- Solubilité insaturés > saturés
- le point de fusion dépend =t du Nb de C. Le nb de doubles liaisons entraine une
du point de fusion
ac stéarique C18: 70 °C
acide oléique:
13 °C 1 instauration
« » linoléique : - 5 °C 3 insat.
Au dessus de 4-5 C les AG sont insolubles et s’organisent:
- En film moléculaire (mono ou bicouche) à l’interface eau – air
- soit en micelles (émulsion)
Poche
Hydrophobe
air
eau
mono ou
bicouche
Si solvant apolaire
=> micelle inverse
Micelle
Propriétés spectrales: les instaurés absorbent en UV,
2D =>
232 nm
3D =>
268 nm
VI- Propriétés chimiques des lipides:
1- Saponification de la matière grasse
R-C
O
- R’
Ester
O
CH2-O-C-R1
O
CH-O-C-R1
CH2-O-C-R1
O
+ OH
-
R-C
Ion
Hydroxyde
+ 3 OH
-
+
O
HO- R’
Ion
carboxylate
Alcool
3 R-COO
Application:
Synthèse de savon
+ Glycérol
Mélange de carboxylates
De sodium RCOO-Na+
De potassium RCOO-K+
Constituent
le savon
Les corps gras sont hydrolysés en milieu alcalin par une base (soude: NaOH ou Potasse:KOH)
à une T° entre 80°C et 100°C pour accélérer la réaction.
Indice de saponification d’un lipide est la masse de potasse en mg nécessaire pour saponifier
càd libérer et neutraliser les AG estérifiés contenus dans 1 g de matière grasse.
3 x (V -V ) 56 = MM de KOH. Il faut X par 1, 2 ou 3
[KOH]
x
56
x
10
2 1
Is =
MAG
selon mono, Di ou TriG
Si le corps gras contient 1 TG pur, l’Is permet de connaître sa masse molaire.
Si «
» 1 mélange de glycérides et d’AG libres, l’Is ne le permet pas
directement, il faut d’abord déterminer l’indice d’acide et en déduire l’indice d’ester.
Protocole:
On fait réagir l’huile avec un excès de KOH
et on mesure le KOH restant => titrage en
Retour
+ 15 gouttes phénol – phtaléine
Dosage par Hcl 1M
Témoin
+ 25 mL KOH
Huile mg
+ 25 mL KOH
Ebullition
mg
huile
KOH excès
connu
Les chutes de Burelles sont => témoin V2 mL
dosage V1 mL
T° ambiante
Eau KOH Hcl
L’Hcl Dose le KOH
N’ayant pas réagi
V1
V2
Hydrogénation (réduction)
Hydrogénation: transformation d’huiles constituées d’AG instaurés en margarine
composée d’AG saturés solides à T° ambiante.
-CH2- CH=CH- CH2-
+
H2
200/400 °C
-CH2- CH2- CH2- CH2-
Catalyseurs
(platine,
Nickel, Zn…)
Problèmes lors de l’hydrogénation partielle => isomères Trans moins digestibles
(athérosclérose)
Oxydation
Les oxydants puissants (ions permanganates KMnO4 en mil alcalin) provoquent la scission
d’un AG en:
CH3- (CH2)n-CH=CH -(CH2)n-COOH
O2 époxyde
-CH - CH -(CH2)n-COOH
O
CH3 -(CH2)n-COOH + COOH -(CH2)n-COOH
monoacide
dioacide
- (CH2)n-CH-CH=CH -(CH2)n-COOH
O
peroxyde
Toxique pour les memb => on met
O H
des antioxydants dans les aliments
Hydrolyse enzymatique
Les enzymes qui hydrolysent les lipides sont les lipases et phospholipases (agissent dans
L’intestin).
La triglycéride lipase (pancréatique)
O
CH2-O-C-R1
O
R2-C-O- CH
O
CH2-O-C-R3
2 R-COOH
+
CH2-OH
O
R2-C-O- CH
CH2-OH
Monoglycéride
Dans le tissu adipeux, l’hydrolyse est complète => glycérol + 3 AG
Les phospholipases
Il existe 4 spécifiques: A1, A2, C et D
O
A2
R1-C-O-CH2
O
A1 CH-O-C-R2
O+ CH3
CH2-O-P-O-CH2-CH2-N CH3
CH3
O
C
D
R1: saturé
R2: insaturé
A1 : AG saturé + Lyso 1 phospholipide
A2: AG insaturé + Lyso 2 «
»
- Si action de PLC sur Phosphatidylinositol 4, 5 di P
R1-CO-O-CH2
R2-CO-O-CH
O
CH2-O-P- O 2
- 16
O
Diglycéride + Inositol 1, 4, 5 tri P
3
P
4
5
P
- Si action de la PLD => acide phosphatidique + Choline
P
2
1
6
3
P
4
5
P