Licence de SVT – SPS - chimie (S2) Travaux dirigés de Biochimie

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Licence de SVT – SPS - chimie (S2)
Travaux dirigés de Biochimie
I. Les glucides
III. Les acides nucléiques
II. Les lipides
IV. Les amino-acides et les peptides
I. LES GLUCIDES
Exercice a :
Ecrire la filiation des oses du C3 au C6 pour les aldoses et les cétoses en représentation de Fischer.
Exercice b :
Ecrire la structure du D-fructopyranose, du D-fructofuranose, selon la configuration de Haworth. Même
question pour la série L.
Exercice c.
Montrer que l'on peut calculer le pourcentage des formes anomériques α et β du glucopyranose à
l'équilibre en solution, à partir des pouvoirs rotatoires spécifiques.
On donne (à 25°C) :
°=α°,=α°,=αglcsol.βα 5219112 glcpyr-D-glcpyr-D-
Exercice 1
Ecrire la structure du β-D-glucopyranose, du β-D-glucofuranose, selon la configuration de Haworth.
Même question pour la série L et l’anomère α.
Quels sont les noms des épimères en C4 et en C2 du glucose ?
Exercice 2
Donner la structure d'un disaccharide non réducteur constitué uniquement de glucose.
Exercice 3
Le lactose est un disaccharide composé de galactose et de glucose, sous la forme pyranose, liés par une
liaison osidique entre le C1 du galactose et le C4 du glucose.
Donner la ou les formules développée(s) des disaccharides possibles ainsi que le nom complet
correspondant. Lequel correspond au lactose?
Exercice 4
Le stachyose est l'α-D-galactopyranosyl-(1→6)-α-D-galactopyranosyl-(1→6)-α-D-glucopyranosyl-
(1→2)-β-D-fructofuranoside. Écrire la formule.
On soumet une mole de stachyose à la perméthylation, puis à une hydrolyse acide.
Quels produits obtient-on et en quelle quantité ?
Exercice 5
Le raffinose est un trisaccharide de la betterave et de la canne à sucre.
Après méthylation puis hydrolyse, il donne :

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– du 2,3,4,6-tétra-O-méthyl-galactose
– du 2,3,4-tri-O-méthyl-glucose
– du 1,3,4,6-tétra-O-méthyl-fructose
L'invertase, enzyme qui hydrolyse le saccharose, coupe le raffinose pour donner du mélibiose (α-D-
galactopyranosyl-(1→6)-D-glucose) et du β-D-fructofuranose.
Donner la formule développée (représentation de Haworth) du raffinose.
Exercice 6
Représenter graphiquement les conformations de :
– le gentiobiose, un disaccharide formé de deux résidus D-glucose reliés par une liaison osidique en
β-(1→6).
– de deux résidus D-mannose reliés par une liaison osidique en α-(1→2).
Ces deux structures se rencontrent dans les polymères de la paroi des cellules de la levure.
Exercice 7
On considère les glucides suivants :
– A : α-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-fructofuranoside
– B : β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose
– C : α-D-glucopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose
Quels sont ces trois glucides ?
Écrire les formules de A, B et C dans la représentation cyclique selon Haworth.
Quelle(s) propriété(s) s’explique(nt) par la liaison osidique chez ces glucides ?
Quels produits obtient-on à partir de A, B et C après perméthylation ? Après perméthylation suivie
d’hydrolyse ?
Quel serait l’action de l’acide périodique sur A, B et C ?
Exercice 8
Soit un mannane (polyholoside constitué uniquement de D-mannose) dont la méthylation suivie
d’hydrolyse libère uniquement de 2,3,5,6-tétra-O-méthylmannose et du 2,3,6-tri-O-méthylmannose.
Indiquer si les propositions suivantes sont vraies ou fausses :
– il s’agit d’un polymère linéaire
– il s’agit d’un polymère ramifié
– il s’agit d’un polymère de mannopyranose
– il s’agit d’un polymère de mannofuranose
– il s’agit d’un polymère comportant des liaisons osidiques (1→4)
– il s’agit d’un polymère comportant des liaisons osidiques (1→5)
Exercice 9
L'hydrolyse acide partielle d'un polysaccharide donne, entre autres produits, un oligosaccharide que l'on
isole et dont la masse molaire se situe entre 500 et 510 Da. L'hydrolyse acide de cet oligosaccharide libère
uniquement du D-glucose. Sa réduction par le borohydrure de sodium (NaBH4) suivie d'une hydrolyse
acide fournit un mélange de D-glucose et de D-glucitol. Sa méthylation suivie d'une hydrolyse acide
donne :

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– du 2,3-di-O-méthyl-glucose
– du 2,3,4,6-tétra-O-méthyl-glucose
Quelle est la structure de cet oligosaccharide ?
Exercice 10
Après méthylation et hydrolyse acide de 3,24 g d’un polysaccharide, l'amylopectine, on obtient :
– 1,66.10-3 mole de 2,3,4,6-tétra-O-méthyl-glucose et
– 1,66.10-3 mole de 2,3-di-O-méthyl-glucose.
Quelle est la position dans le polysaccharide des maillons donnant les molécules de 2,3,4,6-tétra-O-
méthyl-glucose ?
Quel est le pourcentage de résidus glycosyles porteurs de branchement dans l'amylopectine ? Quelle
quantité de 2,3,6-tri-O-méthyl-glucose aura-t-on obtenue ?
Exercice 11
On étudie un triholoside de la manière suivante :
a) Le triholoside est soumis à une hydrolyse acide qui révèle par chromatographie sur papier : une
osamine, un ose, un acide uronique.
b) L'action de l'iode (ou du brome) en milieu alcalin sur le triholoside suivie d'une hydrolyse acide et
d'une chromatrographie sur papier, met en évidence : une osamine, un ose, un diacide inactif sur la lumière
polarisée.
c) Une perméthylation par l'iodure de méthyle sur le triholoside révèle après hydrolyse acide et
chromatographie sur papier :
– un 2,4,6-tri-O-méthyl-glucose
– un acide 2,3-di-O-méthyl-galacturonique
– une 3,4,6-tri-O-méthyl-glucosamine.
d) L'action de la β-D-glucosaminidase sur le triholoside libère de la D-glucosamine. Une perméthylation
par l'iodure de méthyle sur le disaccharide restant, révèle après hydrolyse acide et chromatographie sur
papier :
– un 2,3,4,6-tétra-O-méthyl-glucose
– un acide 2,3-di-O-méthyl-uronique
e) L'action de l'α-D-glucosidase permet aussi d'hydrolyser le triholoside.
Quelle est la structure du triholoside ?

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II. LES LIPIDES
Exercice 1
Une huile est formée d'un triglycéride (triacylglycérol) homogène dont l'indice de saponification est
égal à 570, et d’indice d’iode nul.
Quel est l'acide gras présent dans cette huile ? (MMKOH = 56 g.mol-1).
Exercice 2
Un triglycéride homogène donne par hydrolyse un acide gras.
Sachant que ce triglycéride a un indice de saponification de 176,8 et un indice d'iode de 320,7 , quelle
est la forme brute de l'acide gras ? (MMKOH = 56 g.mol-1; MMI = 127 g.mol-1).
Exercice 3
On traite 1,768 g d'un triglycéride homogène par 20 mL de KOH alcoolique 0,5 mol.L-1 pendant 1 h au
bain-marie bouillant (saponification). L'excès de potasse est titré par 8 mL d'acide sulfurique 0,25 mol.L-1.
Dans le but de déterminer le nombre de doubles liaisons on traite 0,884 g du lipide (mis en solution dans
le chloroforme) par 10 mL de solution d'iode 0,5 mol.L-1.
L'iode en excès est titré par 4 mL de solution à 1 mol.L-1 de thiosulfate de sodium.
Calculer IS et II.
Déterminer :
– la masse molaire du lipide
– le nombre de doubles liaisons qu'il contient.
Écrire sa formule semi-développée.
Exercice 4
Un lipide soumis à l'action successive des phospholipases A1, A2 et D libère deux acides gras en C18
d'indice d'iode 0 et 90 ainsi qu'un composé qui, lorsqu'il subit une réaction de méthylation donne de la
choline.
Donner la structure de ce lipide.
Exercice 5
Une huile de table est un mélange de triesters formés de propanetriol 1,2,3 ou glycérol et d'acides gras,
c'est-à-dire d'acides à longues chaînes carburées, saturées ou non. Ils sont presque toujours accompagnés
d'une très faible quantité d'acides gras libres, que nous noterons R-COOH. Le pourcentage d'acides gras
libres augmente lentement avec le temps. Pour être comestible, une huile de table ne doit pas contenir plus
de 1% d'acides gras libres.
On dispose d'une solution S d'hydroxyde de potassium dans l'éthanol dont la concentration est
approximativement égale à 0,05 mol.L-1. Le dosage de 20 mL de solution d’hydroxyde de potassium, en
présence de phénolphtaléine comme indicateur de fin de dosage, nécessite 21 mL de solution d’acide
chlorhydrique à 0,05 mo1.L-1.
Dans un erlenmeyer de 100 mL, 5 g d'huile, 20 mL d’éthanol, 20 mL d'éther et quelques gouttes de
phénolphtaléine sont ajoutés. Un volume V2 de potasse alcoolique (solution S) est alors versé jusqu'au
virage.
NB : L'éther utilisé comme solvant contient des traces d'acide sulfurique dont il convient de connaître la
concentration afin de déterminer précisément IA. Pour cela, 20 mL, d'éthanol, 20 mL d'éther et quelques
gouttes de phénolphtaléine sont ajoutés dans un erlenmeyer de 100 mL. Un volume V1 d'une solution
d'hydroxyde de potassium est ajouté jusqu'à virage de l'indicateur.
1) Soit C la concentration de la solution S, déterminer numériquement C.
2) Quel virage (changement de teinte) observe-t-on à l'équivalence lors du dosage du solvant et de la
solution d'huile ?

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3) Montrer que la quantité (en mol) d'hydroxyde de potassium nécessaire au dosage des acides libres
présents dans 5 g d'huile est donnée par la relation : C (V2-V1) avec C en mol.L-1 et V2 en L.
4) En déduire l'indice d'acide IA de l'huile de table étudiée, sachant que V1 = 0,8 mL et V2 = 3,9 mL.
Exercice 6
Un acide gras répondant à la formule d'une cyclopentèn-2-one substituée, après avoir réagi avec 2 moles
de méthanol pour donner un cétal, est soumis à l'ozonolyse. On obtient alors les 2 composés suivant :
CHO-CO-CH2-CH2-COCH3(OCH3)-CO-(CH2)6-COOH et CHO-CHOH-(CH2)4-CH3. Quelle est la formule
de cet acide gras ?
Exercice 7
Combien de molécules de phospholipides sont présentes dans une zone de l µm² de bicouche
phospholipidique membranaire. On admettra qu’un phospholipide occupe une surface de 70 Ų.
Exercice 8
On pratique une électrophorèse à pH=7 d’un mélange de phospholipides comportant du cardiolipide
(A), du phosphatidylglycérol (B), de la phosphatidyléthanolamine (C) et de la phsophatidylsérine (D).
Comment vont se comporter ces différents lipides ?
Exercice 9
De quelle catégorie de lipide est-il question dans les énoncés suivants :
1) acides gras 2) triglycérides 3) phospholipides
4) sphingolipides 5) terpénoïdes 6) stéroïdes
A) ce sont des esters d’acides gras et de glycérol très hydrophobes
B) ce sont des acides carboxyliques à chaînes aliphatiques hydrophobes
C) l’unité moléculaire de base dans cette catégorie est l’isoprène
D) ce sont des dérivés de l’acide phosphatidique. Les carbones 1 et 2 sont liés par des liaisons esters à
des chaînes aliphatiques d’acides gras
E) ils constituent la structure de base de certaines membranes biologiques
F) ils constituent une réserve énergétique chez les végétaux supérieurs
G) dans cette catégorie on retrouve les acides biliaires, les hormones stéroïdes, la vitamine D et des
alcaloïdes.
H) cette catégorie inclut les caroténoïdes (carotènes, xantophylles, vitamine A) et les quinones à chaîne
isoprénique (vitamine A, ubiquinones, platoquinones, vitamine K).