Biochimie (Le BP Brevet Professionnel de Préparateur en

Biochimie (Le BP Brevet Professionnel de Préparateur en Pharmacie)
ORGANISATION MOLECULAIRE DE LA MATIERE
I.COMPOSITION ELEMENTAIRE DE LA MATIERE VIVANTE
1.PRINCIPAUX ELEMENTS CONSTITUTIFS
On trouve 11 éléments qui sont le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le soufre, le
phosphore, le chlore, le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium. Tout ceci constitue
99% des organismes. Ce sont des éléments plastiques car ils participent à la construction des
êtres vivants.
Les autres éléments sont à l'état de trace dans la matière : ce sont des oligoéléments qui ont
principalement un rôle de catalyseur.
1.1.ELEMENTS MAJEURS OU MACROELEMENTS
1.1.1.CARBONE
Il est tétravalent ce qui lui permet de former des chaines, des cycles et des groupes
fonctionnels. Le dioxyde de carbone est le produit de dégradation des composés organiques et
il est présent dans l'atmosphère.
1.1.2.HYDROGENE
C'est l'élément le plus représenté dans la matière vivante.
Il participe aux réactions d'oxydoréduction en tant que réducteur.
1.1.3.OXYGENE
Il est combiné à l'hydrogène dans l'eau et l'hydrogène et l'oxygène se trouvent dans de
nombreux composés organiques.
1.1.4.AZOTE
Il est plus abondant dans les tissus animaux que végétaux et il va former des dérivés
organiques (amines et amides) et des hétérocycles (imidazole) qui sont importants en
biochimie.
1.1.5.PHOSPHORE
Il se trouve sous forme de phosphate de calcium dans les os et de nombreux composés
phosphorés interviennent en biochimie comme les phosphates et les poly-phosphates.
1.1.6. SOUFRE

Il se présente à l'état de soufre minéral souvent sous forme combiné comme le sulfure, le
sulfate et le thiosulfate et peut se présenter sous forme organique avec les sulfures, les
disulfures et les esters sulfuriques.
1.2.ELEMENTS SOUS FORME IONIQUE
5 des 11 principaux éléments à savoir le sodium, le magnésium, le potassium, le calcium et le
chlore se retrouvent souvent sous forme ionique principalement dans 3 types de composés :
Les ions qui sont en solution dans le sang, le liquide céphalorachidien et le liquide interstitiel
de la lympheLes sels minéraux cristallisés ou amorphes qui sont présents dans les dents et les
osLes ions formant des complexes avec les molécules organiques comme les protéines
1.3.OLIGOELEMENTS
Ce sont des éléments nécessaires qui existent à l'état de trace dans la matière vivante où ils
jouent un rôle de catalyseurs avec surtout présents le fer, l'iode, le zinc, le cuivre, le cobalt et
le manganèse.
II.CONSTITUTIFS MINERAUX
1.EAU
1.1.IMPORTANCE ET ETAT DE L'EAU
Elle représente 75% de la masse totale du corps humain.
Sa proportion est très élevée dans le sang, on en trouve 78% dans le cerveau, 70% dans le
cœur et 25% dans les os.
Elle se trouve sous 2 formes dans l'organisme :
L'eau libre présente dans le sang, la lymphe, les sucs digestifs et les vacuoles des
cellulesL'eau liée à la matière soit par des phénomènes physiques comme l'imbibition soit
chimiques comme la formation de complexesD'autre part, la molécule d'eau est
électriquement neutre mais présente un excès d'électrons sur l'oxygène qui entraine une forte
électronégativité compensée par un déficit d'électrons sur les deux atomes d'hydrogène : la
molécule est dite dipolaire.
1.2.ROLE DE L'EAU
Elle va jouer un rôle primordial de solvant biologique, de véhicule pour les éléments figurés,
dans la régulation thermique et dans les équilibres acido-basiques par sa légère ionisation en
ions hydronium (H3O+) et hydroxyde (OH-).
2.IONS MINERAUX
La teneur moyenne de l'organisme en sels minéraux est de l'ordre de 1g pour 100. Les plus

importants sont des cations comme le sodium, le calcium et le magnésium et des anions
chlorures, sulfates, carbonates et phosphates.
2.1.CHLORURE DE SODIUM
C'est un sel liquidien qui est abondant dans le liquide extracellulaire et peu abondant dans le
liquide intracellulaire.
Il va jouer un rôle important dans l'équilibre hydrique.
2.2.CHLORURE DE POTASSIUM
Il est abondant dans le liquide intracellulaire et peu abondant dans le liquide extracellulaire.
Une partie du potassium intracellulaire est liée aux protéines et joue un rôle dans la nutrition
cellulaire et divers phénomènes métaboliques.
2.3.CALCIUM ET MAGNESIUM
Le calcium se présente sous 2 états :
Le calcium soluble dans les humeursLe calcium ionisé sous forme complexéeIl va intervenir
dans la perméabilité et l'excitabilité cellulaire.
Le magnésium est surtout un constituant des tissus au niveau du rein, des tissus osseux, des
tissus nerveux et des muscles.
STRUCTURE ET PROPRIETES DES BIOMOLECULES
I.GLUCIDES
1.GENERALITES
Les glucides sont des composés organiques comportant des fonctions carbonylées (aldéhyde
ou cétone) et des fonctions alcools. Les glucides sont apportés par les végétaux qui les
élaborent par la vie de la photosynthèse.
1.1.ROLES
1.1.1.RESERVE ENERGETIQUE
Soit les glucides sont immédiatement utilisables (c'est le cas du glucose) et on va trouver des
formes libres solubles qui sont des formes circulantes transitoires (glucose sanguin), soit ils
sont sous forme de réserve (c'est le cas de l'amidon et du glycogène).
En cas de jeun glucidique, divers précurseurs comme les acides aminés sont convertis en
glucose par la néoglucogenèse.
En cas d'apport excessif, l'organisme va transformer le glucose en triglycérols qui seront
déposés dans le tissu adipeux.

1.1.2.ELEMENTS DE SOUTIEN
Ils participent à la structure des végétaux (cellulose), des arthropodes et du tissu conjonctif
des animaux supérieurs.
1.1.3.ROLE BIOLOGIQUE
Ce sont les constituants des nucléosides, des acides nucléiques et du coenzyme.
1.1.4.ROLE ECONOMIQUE
Ils sont utilisés dans l'industrie du papier, du textile, dans les matières plastiques et les
explosifs.
1.2.CONSTITUTION DES GLUCIDES
Ce sont des composés organiques ternaires formés de 3 éléments : le carbone, l'hydrogène et
l'oxygène.
Leur formule brute est généralement CnH2nOn.
Les glucides sont des composés polyhydroxylés possédant plusieurs fonctions alcools
généralement associées à des fonctions aldéhyde ou cétone.
2.OSES
2.1.DEFINITION
Les oses ou sucres simples sont des molécules comportant à la fois plusieurs fonctions alcools
et une fonction réductrice soit aldéhydique soit cétonique.
Ils possèdent entre 3 et 8 atomes de carbone.
Ils entrent dans la composition de glucides plus complexes : les osides.
Leur classification repose sur le nombre d'atomes de carbone et sur la nature de la fonction
réductrice :
Si la fonction réductrice est aldéhyde, ce sont des aldosesSi la fonction réductrice est cétone,
ce sont des cétosesDe sorte que si on veut indiquer à la fois la nature de la fonction
carbonylée ainsi que le nombre de carbone, on pourra dire aldopentose, cétopentose,
aldohéxose etc.
2.2.GLUCOSE
2.2.1.STRUCTURE LINEAIRE DU GLUCOSE
C'est un aldohexose.
HOH2C-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O

Il comporte 4 carbones asymétriques donc 24 = 16 stéréo-isomères.
Tous les isomères de cette série ont la même configuration que le C5. Le groupement OH est
vers la droite : on dit qu'il appartient à la série Ddextrogyne.
Si OH est vers la gauche, il appartient à la série Llévogyne.
Les isomères de la série D sont les images des isomères de la série L dans un miroir : ce sont
des isomères optiques ou énantiomères.
Ils possèdent des propriétés chimiques et physiques identiques à l'exception du pouvoir
rotatoire. Le pouvoir rotatoire est le sens dans lequel la molécule fait dévier la lumière
polarisée. On l'écrit par + ou par -.
Dans la nature, on trouve surtout du glucose naturel D(+)glucose qui fait dévier la lumière
polarisée vers la droite.
Seuls 2 autres aldohéxoses existent à l'état naturel : le D(+)mannose et le D(+)galactose. Ils se
différencient par la position d'un seul hydroxyle : ce sont des épimères.
2.2.2.STRUCTURE CYCLIQUE DU GLUCOSE (cf. document)
Certaines propriétés chimiques des aldohéxoses et donc du glucose ne correspondent pas à la
formule aldéhydique.
En ce qui concerne le glucose, il réagit avec une seule molécule de méthanol en donnant 2
isomères de la forme hémi-acétalique du glucose. En effet, un hémi-acétal est un groupement
fonctionnel formé par la réaction d'un aldéhyde et d'un alcool ou alors un composé chimique
contenant ce groupement fonctionnel.
Ces faits s'expliquent par l'existence de formes tautomères qui sont des isomères de
constitution qui peuvent se transformer de façon réversible l'une en l'autre.
La forme ouverte aldéhydique est la forme cyclique dans laquelle il existe une liaison entre la
fonction aldéhyde du C1 et la fonction alcool du C4 ou C5 qui se fait par l'intermédiaire d'un
atome d'oxygène = pont oxydique.
Ces cycles sont des hétérocycles dont le sommet est occupé par l'oxygène.
Il y a 2 types de cycle : le cycle hexagonal qui est le pyrane d'où le nom forme pyranose et le
cycle pentagonal qui est le furane d'où le nom forme furanose.
Le carbone C1 est devenu asymétrique et il existe donc 2 isomères α et β. Les isomères d'un
même ose sont des anomères.
Le pont oxydique permet de comprendre pourquoi l'aldéhyde ne peut former qu'un hémi-
acétal et permet d'expliquer le pouvoir rotatoire élevé des oses.
2.2.3.PROPRIETES CHIMIQUES
Les oses sont solubles dans l'eau grâce à leurs nombreux groupements hydroxydes.
OXYDATION
L'oxydation du glucose peut porter sur ses différentes fonctions. En effet, son oxydation par le
brome de la fonction aldéhyde va le transformer en acide aldonique ou acide gluconique.
Si la fonction aldéhyde est protégée, l'oxydation va porter sur une fonction alcool et on va
obtenir un acide uronique ou acide glucuronique.