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CHMI 3226 F
Biochimie II - Métabolisme
Semaine du 13 septembre
Structure et métabolisme des glucides
1. Structure des glucides
E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
Biochimie II – A2010
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Glucides
•
Suffixe: « ose » (p.ex.: glucose, fructose);
•
Formule empirique: (CH2O)n, où n = 3 ou plus
•
Comprennent les groupes fonctionnels suivants:
– Aldehyde (CHO) OU cétone (CO)
– Au moins 2 groupes alcools (OH)
– Chaînes d’au moins 3 carbones
•
Aussi appelés saccharides:
–
–
–
–
•
Monosaccharides: une unité monomérique
Oligosaccharides: ~2-20 monosaccharides
Polysaccharides: > 20 monosaccharides
Glycoconjugates: sucres couplés à des protéines ou lipides
Le métabolisme des sucres constitue le cœur du métabolisme:
–
–
–
–
Production d’énergie: cycle de l’acide citrique
Production de produits délicieux: fermentation
Entreposage d’énergie: biosynthèse des lipides, du glycogène, de l’amidon
Précurseurs de nombreux métabolites: acides aminés, nucléotides, hormones.
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Structure des Glucides
• Aldoses:
–
–
–
–
• Cétoses:
C1 = aldehyde
C1 = le plus oxydé
C2 et autres: alcool
Aldoses en C3: aldotriose
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–
–
–
–
C2 = cétone
C2 = le plus oxydé
Autres C = alcools
Cétose en C3: cétotriose
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Stéréochimie des glucides
• Tous les sucres (sauf dihydroxyacétone) possèdent un carbone
asymétrique = centre chiral;
• Donc: les glucides existent sous forme d’isomères optiquement
actifs (énantiomères);
• Par convention: en représentation de Fisher, si le dernier carbone
asymétrique du sucre possède:
– le OH à gauche : L-ose
– Le OH à droite: D-ose
• Tous les sucres du métabolisme sont d’orientation D.
• IMPORTANT: La nomenclature D et L n’indique en rien la direction
de rotation de lumière polarisée: le D-glucose est dextrogyre (d’où
son appellation dextrose), alors que le D-fructose est lévogyre.
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Stéréochimie des glucides
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E.R. Gauthier, Ph.D. Université
Laurentienne
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Biochimie II – A2010
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D-aldoses
• Epimères: sucres
différant dans la
configuration d’un
seul des centres
chiraux;
• p.ex: D-erythrose
est un épimère du
D-thréose.
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D-aldoses
Épimères du D-ribose
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D-aldoses
1 - Quels sont les sucres épimères du D-glucose?
2 - Quels sont les sucres énantiomères du D-galactose?
3 - Est-ce-que le D-mannose est dextrogyre ou lévogyre?
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D-cétoses
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D-cétoses
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D-cétoses
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Cyclisation des
monosaccharides
• Un groupe alcool et un
groupe aldehyde/cétone
peuvent réagir et former
un hémiacétal (si CHO)
ou un hémicétal (si CO);
• Cette réaction survient
spontanément chez les
monosaccharides,
formant des composés
cycliques.
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Cyclisation des
monosaccharides
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Cyclisation des
monosaccharides
• Les sucres cycliques à 6 atomes sont
appelés pyrannoses: e.g. Dglucopyranose.
• Les sucres cycliques à 5 atomes sont
appelés furanoses: D-fructofuranose
• Les sucres cycliques sont souvent
représentés par projection de
Haworth:
– O du cycle est placé en haut à droite et
pénètre dans l’écran
– Les C situés en bas sortent de l’écran
– Les OH placés à droite dans la projection
de Fisher sont situés en bas du cycle.
– Les OH placés à gauche dans la
projection de Fisher sont situés en haut
du cycle.
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Cyclisation des sucres
Le glucose existe principalement sous forme cyclique, avec
64% de b-D-glucopyranose et 36% a-D-glucopyranose, le
reste étant la forme glucofuranose et la forme linéaire. Toutes
ces formes co-existent en équilibre.
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Cyclisation des
monosaccharides
• Le carbone le plus oxydé (celui
lié à la fois au groupe OH et à
l’O du cycle) est nommé
carbone anomère;
• Le carbone anomère constitue
un nouveau centre chiral;
• La position du OH lié au C
anomère différentie deux
isomères du sucre:
– a si OH est en-dessous du
sucre
– b si OH est au-dessus du
sucre
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• Parce que le C anomère peut
facilement réduire des ions
métalliques (Ag+, Cu+2), il est
aussi appelé C réducteur. 16
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Cyclisation des
monosaccharides
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Cyclisation des
monosaccharides
Exercice: dessinez la structure en projection de Haworth des
sucres suivants:
1. b-D-mannopyrannose
2. a-D-fructofurannose
3. a-L-glucopyrannose
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Disaccharides
• Le carbone anomère des sucres peut réagir avec un
groupe alcool d’un autre sucre, formant un disaccharide
(dimère de sucre);
• La liaison acétal formée est appelée liaison
glycosidique.
• Les disaccharides possèdent généralement un seul C
anomère intact: celui-ci indique l’extrémité réductrice
du disaccharide.
Extrémité réductrice
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Polysaccharides
• Polymères de sucres composés de plusieurs monomères;
• Les unités de monosaccharides au sein d’un polysaccharides sont
aussi appelées résidus;
• Homoglycans - homopolysaccharides contenant un seul type de
monosaccharide;
• Hétéroglycans – hétéropolysaccharides comprenant différents types
de monosaccharides;
• La longueur et la composition d’un polysaccharide peut varier au
sein d’un population de ces molécules (donc: longueur n’est pas
fixe).
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Polysaccharides
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Amidon et glycogène
• Forme d’entreposage du glucose chez les plantes
(amidon) et les animaux (glycogène);
• Amidon: mélange de deux polymères de a-D glucose :
– Amylose: Liaisons glycosidiques a 14
– Amylopectine:
• Liaisons glycosidiques a 14
• branchements: a 16; à tous les 25 résidus de sucres; chaque
branche possède environ 15 à 25 résidus.
• Glycogène: polymère de a-D glucose
– Liaisons glycosidiques a 14
– Branchements: a 16; branches sont moins nombreuses et
plus petites que l’amylopectine.
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Structure de l’amylose
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Structure de l’amylopectine
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Action de l’amylase
• a-Amylase hydrolyse au
hasard les liaison
glycosidiques a-(14)
internes (endoglycosidase)
• b-Amylase hydrolyse
sucessivement à partir des
extrémités non-reductrices
(exoglycosidase)
• Donc, lors de la digestion: bAmylase libère le glucose, et
l’a-Amylase génère davantage
de substrat pour la b-Amylase.
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Extrémité réductrice
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Cellulose
• Homopolymère de glucose
(300 à 15,000 résidus);
• Pas de ramifications;
• Liaison glycosidique b 14;
• Liaison b14 ne peut être
hydrolysée que par la
cellulase, une enzyme
retrouvée uniquement chez
les ruminants.
• Formation de liaisons
hydrogènes entre molécules
de cellulose: formation de
fibres très résistances;
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Cellulose
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