Université Mohammed Premier Faculté de Médecine et de Pharmacie Oujda Biochimie Structurale DES GLUCIDES Cours de Première Année de médecine Année Universitaire : 2020 - 2021 Pr. A. HAKKOU Enseignant - chercheur à la Faculté de Médecine et de Pharmacie Oujda INTRODUCTION INTRODUCTION Les glucides ou hydrate de carbone ou oses constituent la plus grande partie de la matière organique de la planète terre en raison de leurs nombreux rôles dans les forme de la vie : § § § § Les glucides servent de réserves d’énergie, de molécules énergétiques et d’intermédiaires métaboliques Le ribose et le désoxyribose participent dans la structure acides nucléiques Les sucres sont des éléments de la structure cellulaire des bactéries et végétaux. Exemple de la cellulose qui est le composé le plus abondant de la biosphère terrestre Les glucides jouent un rôle important dans les communications intercellulaires et dans les interaction avec les autres éléments de l’environnement cellulaire I. DEFINITION Les glucides sont des substances naturelles définis comme étant : § § § des polyhydroxyacétones, des polyhydroxyaldéhydes ou des polymères capables de les libérer par hydrolyse. Ces molécules organiques dont les carbones sont porteurs : § § § de fonctions alcools (alcool secondaire, alcool primaire) d’une fonction aldéhyde ou cétonique (fonction carbonylique) parfois d’une fonction acide ou aminée. I. DEFINITION I. DEFINITION I. DEFINITION Certains glucides représentent une source énergétique pour les êtres vivants : 40 à 50 % des calories apportées par l’alimentation humaine sont des glucides. D’autres ont un rôle structural, ils interviennent comme : • Eléments de soutien (cellulose), de protection et de reconnaissance dans la cellule. • Eléments de réserve des végétaux et animaux (glycogène, amidon). • Constituants de molécules fondamentales : acides nucléiques, coenzymes, vitamines, … 2 • Constituant principal de la biomasse organique terrestre. I. DEFINITION II. LES OSES 1. Les critères de classification des oses Selon le nombre d’atomes de carbone : § 3C : triose § 5C : pentose § 6C : hexose § 7C : heptose Selon la nature du carbonyle : § Aldéhyde → Aldose ; § Cétone → Cétose Selon la combinaison de ces 2 critères : § Aldopentose, Aldohexose, … § Cétopentose, Cétohexose, … II. LES OSES 2. Structure linéaire des oses a) Nomenclature II. LES OSES 2. Structure linéaire des oses b) Isomérie des oses et activité optique II. LES OSES § Lorsqu'une molécule a plusieurs centres de chiralité, on parle de diastéréoisomérie § Pour n carbones asymétriques, nous aurons 2n stéréoisomères et 2(n-1) couples d'énantiomères. § Les propriétés chimiques et physiques des énantiomères sont en général identiques. § La présence du C* permet à la molécule d’avoir une activité optique. On dit que la molécule est optiquement active. o Quand la lumière polarisée est déviée à droite, on dit que le composé est dextrogyre (+). o Quand la lumière polarisée est déviée à gauche, on dit que le composé est lévogyre (-). II. LES OSES L’activité optique est due à la somme des activités optiques de l’ensemble des C*. Donc l’appartenance à une série D ou L n’implique nullement le sens de la déviation de la lumière polarisée : un composé de la série D n’est pas forcément dextrogyre ou inversement. II. LES OSES 2. Structure linéaire des oses c) Filiation chimique des oses selon Fischer Aldoses La nomenclature est définie par rapport à la position de l'hydroxyle porté par le carbone asymétrique voisin de la fonction alcool primaire. II. LES OSES II. LES OSES Les stéréoisomères qui ne diffèrent entre eux que par la configuration d'un seul carbone asymétrique sont appelés des épimères. Exemple : D(+)glucose et D(+)mannose ou encore D(+)glucose et D(+)galactose Les aldoses des séries D et L sont énantiomères 2 à 2. Exemple : D(-)ribose et L(+)ribose Lorsque 2 groupes hydroxyles OH adjacents sont disposés du même coté dans la représentation de Fisher, ils sont dits en configuration érythro, dans le cas contraire ils sont dits thréo. Exemple : D(+)thréose et de son isomère D(-)érythrose. II. LES OSES Cétoses La nomenclature est définie par rapport à la position de l'hydroxyle porté par le carbone asymétrique voisin de la fonction alcool primaire la plus éloignée de la fonction cétone. II. LES OSES 3. Structure cyclique des oses La représentation linéaire de Fischer n’explique pas certaines propriétés des oses : § Les oses ne recolorent par le réactif de Schiff et pourtant c’est une réaction caractéristique des aldoses. § En réagissant avec un alcool, les oses ne donnent pas un acétal mais un hémiacétal : o Un aldéhyde ou une cétone vraie fixe deux molécules d’alcool pour donner un acétal o Un aldose ou un cétose ne fixent qu’une seule molécule d’alcool II. LES OSES II. LES OSES 3. Structure cyclique des oses Le D-glucose ne réagit qu'avec une seule molécule de méthanol pour donner un semiacétal : § α méthyl-glucoside : αo = + 154° § β méthyl-glucoside : αo = - 34° En solution aqueuse, les oses présentent le phénomène de mutarotation. II. LES OSES 3. Structure cyclique des oses II. LES OSES a) Structure de Haworth II. LES OSES a) Structure de Haworth II. LES OSES a) Structure de Haworth II. LES OSES a) Structure de Haworth II. LES OSES b) Intérêt de la structure cyclique La fonction aldéhyde ou cétonique de l’ose, partiellement dissimulée (hémiacétal), est appelée pseudoaldéhydique ou pseudocétonique. Le carbone asymétrique (C1 des aldoses ; C2 des cétoses) conduit à 2 anomères : α et β L’anomère α a un OH hémiacétalique. Il a le pouvoir rotatoire le plus élevé. L’anomère β a les propriétés inverses. II. LES OSES b) Intérêt de la structure cyclique L'interconversion des formes cycliques α et β passe par la forme linéaire : § à pH 7 les formes cycliques représentent 99% avec 1/3 de forme α et 2/3 de forme β ; § à pH basique, la forme prépondérante est la forme linéaire 99%. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique a) Trioses Les formes D et L du glycéraldéhyde sont présentes dans la nature. Les formes les plus importantes des trioses sont des dérivés phosphorylés : glycéraldéhyde 3-phosphate et dihydroxyacétone phosphate obtenus à partir de la dégradation du fructose 1-6 bisphosphate. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique b) Tétroses Le seul tétrose d'intérêt biologique est l'aldose D(-)érythrose. Son ester-4-phosphate est : § l'un des nombreux intermédiaires de la photosynthèse et d'une voie de dégradation du glucose branchée sur son produit aldonique d'oxydation : l'acide phospho-gluconique § le précurseur de la biosynthèse par les microorganismes d'acides aminés aromatiques. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique c) Pentoses On peut les classer par leurs fonctions : § Ceux entrant dans la composition de polyosides principalement chez les végétaux : le D-xylose et le L-arabinose. § Le D-ribose et son dérivé de réduction le D-2-déoxyribose entrent dans la composition des acides ribonucléiques et désoxyribonucléiques (ARN et ADN). § Le D-ribulose : ce cétopentose est trouvé à l'état de ribulose-1,5diphosphate qui est un élément fondamental dans le "cycle des pentoses" et des réactions de photosynthèse. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses Glucopyranose § Il est abondant à l'état libre dans le miel, les fruits. § Il est hydrosoluble dans les liquides biologiques. § Il constitue les réserves énergétiques de la plupart des organismes supérieurs. § Il est le seul carburant du fœtus § Tous les glucides alimentaires sont absorbés sons forme de glucose ou convertis en glucose dans le foie. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses Glucopyranose § Tous les glucides sont synthétisés à partir du glucose. § La glycémie est la concentration de Glucose à l’état libre dans le sang (0,80g/L à 1,1 g/L). § Le Glucose est réducteur, la glucose oxydase l’oxyde en acide aldonique. § Son pouvoir rotatoire est dextrogyre. § Le polymère formé à partir de l'anomère β donne un polyoside aux propriétés physiques et biologiques radicalement différentes des polymères α : la cellulose. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØD-Galactopyranose § Il est le plus répandu après le glucose, il intervient dans la composition de : § Lactose (D Gal + D Glc) du lait des mammifères. § Cérébrogalactosides du cerveau § Certains glycolipides et glycoprotéines § Son pouvoir rotatoire est dextrogyre. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØD-Mannopyranose Il est présent surtout dans les végétaux, il est peu abondant à l'état libre si ce n'est dans l'écorce d'orange. Il entre dans la constitution de polymères tels les mannanes, ou encore de glycoprotéines chez l’homme. Son pouvoir rotatoire est dextrogyre. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØD-Fructofuranose § C'est l'un des rares sucres cétoniques naturels : on le trouve à l'état naturel dans les fruits et le miel auquel il donne sa consistance à cause de sa cristallisation difficile. § Il entre dans la composition du saccharose sous sa forme furanique. § Il est présent dans le liquide spermatique chez l’homme où il participe au mouvement des spermatozoïdes. § Son pouvoir rotatoire est lévogyre d’où son nom de Lévulose. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØLes osamines II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØLes osamines § Les osamines ont les mêmes propriétés que les oses § On les trouve essentiellement dans : § la chitine sous forme polymérisée (squelette des arthropodes) § la confection de la muréine (paroi des bactéries) § les glycoprotéines. II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØDérivés acides d’oses biologiques : Acides aldoniques II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØDérivés acides d’oses biologiques Acide uronique II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØDérivés acides d’oses biologiques Acide Sialique II. LES OSES 4. Oses d’intérêt biologique d) Hexoses ØDérivés acides d’oses biologiques Vitamine C II. LES OSES 5. Principales propriétés des oses a) Propriétés physiques § Les oses sont caractérisés par un indice de réfraction et un pouvoir rotatoire. § Ils ne présentent pas d'absorption dans le visible ou l'ultraviolet. § Ils ont des propriétés polaires très hydrosolubles capables de multiples liaisons hydrogène avec d'autres molécules comme les protéines § Leur structure est thermosensible, leur chauffage provoque une caramélisation. § Certains oses (fructose) ou osides (saccharose) ont un goût sucré. II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØOxydation par l'iode en milieu basique Aldose D-Glucose Acide aldonique Acide D-gluconique La glucose oxydase oxyde spécifiquement le glucose en acide gluconique II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØOxydation forte par l'acide nitrique Aldose D-Glucose Acide aldarique Acide D-glucarique II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØOxydation sélective par le permanganate de potassium (KMnO4) KMnO4 CH2OH-(CHOH)4-CHO Aldose D-glucose COOH-(CHOH)4-CHO Acide uronique Acide D-glucuronique Cette réaction est utilisée pour caractériser les sucres réducteurs Par voie enzymatique, l’oxydation sélective de –OH primaire donne des acides glycuroniques II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØRéaction à la liqueur de Fehling en milieu basique II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØOxydation par l’acide périodique II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØOxydation par l’acide périodique II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØRéactions de réduction des oses II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØEstérification des fonctions alcool II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØMéthylation II. LES OSES qCette technique de perméthylation (méthylation totale) est utilisée pour la détermination des enchainements des oligo et polyosides. qLa perméthylation suivie d’hydrolyse acide nous renseigne sur : §La nature des cycles des oses : cycle pyrane (C1-C5 ne sont pas méthylés et forment le pont oxydique) ou cycle furane (C1-C4 ou C2-C5 ne sont pas méthylés et forment le pont oxydique). §L’enchaînement des oses : l’extrémité non réductrice (E.N.R) conduit toujours à un composé tétra-O-méthylé, les autres maillons de la chaîne plus l’extrémité réductrice (E.R) conduisent tous à un composé tri-O-méthylé. §Les atomes carbone engagés dans la liaison osidique C1 ; C4…. II. LES OSES II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØInterconversion en milieu alcalin II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØAction des acides sur les oses II. LES OSES b) Propriétés Chimiques ØAction des acides sur les oses Les furfurals et leurs dérivés donnent avec les phénols (orcinol, anaphtol, résorcinol…) des produits de condensation colorés permettant le dosage colorimétrique des oses : § La réaction avec l’a-naphtol en milieu sulfurique concentré (réaction de Molish). C’est une réaction générale des glucides qui donne une coloration violet-pourpre. § La réaction avec le résorcinol en milieu chlorhydrique (réaction de Seliwanoff). C’est une réaction spécifique des cétoses qui donne une teinte rouge. § La réaction avec l’orcinol en présence de chlorure ferrique est spécifique de pentose (réaction de Bial) qui donne une coloration verte. III. LES OSIDES 1. Définition Les osides sont des molécules qui donnent par hydrolyse deux ou plusieurs molécules d’oses. Ces oses peuvent être identiques ou différents. III. LES OSIDES 1. Définition On distingue deux grands groupes : § Oligosides ou oligoholosides sont des holosides qui résultent de la condensation de 2 à 10 molécules d'oses ou de dérivés d'ose par formation de liaison glycosidique : § Di-, Tri, Tétra … holosides. § Oligosides : jusqu’à quelques dizaines d’oses. § Polyosides : quelques centaines d’oses (cellulose, amidon). § Hétérosides donnent par hydrolyse : oses + aglycone (partie non sucrée : glycoprotéines, glycolipides). III. LES OSIDES 1. Définition D-glucopyranosido (α1-4) D-glucopyranose : Glc (α1-4) Glc ou a D-glucopyranosyl (1-4) D-glucopyranose III. LES OSIDES 1. Définition D-glucopyranosido (α1-a1) D-glucopyranoside : Glc (α1-a1) Glc ou a D-glucopyranosyl (1-1) a D-glucopyranoside III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides D-glucopyranosido (α1-4) D-glucopyranose MALTOSE III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides Obtenu lors de la digestion des polyosides (amidon et glycogène) par les amylases. Il est hydrolysé en deux molécules de glucose par une enzyme spécifique, la maltase. III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides D-galactopyranosido (b1-4) D-glucopyranose LACTOSE III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides Il est présent dans le lait des mammifères à une concentration d'environ 50g/L. Une lactase intestinale, ancrée dans la membrane des entérocytes, l'hydrolyse en glucose et galactose qui peuvent être absorbés. III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides D-glucopyranosido (b1-4) D-glucopyranose CELLOBIOSE III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides • Le cellobiose est produit par la dégradation de la cellulose • Le pouvoir sucrant du cellobiose en solution dans l'eau est de 30 % quand le pouvoir sucrant du saccharose est 100 % III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides D-glucopyranosido (a1-b2) D-fructofuranoside SACCHAROSE III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides • Produit intermédiaire de la photosynthèse. Il est mis en réserve dans les tiges de la canne à sucre et dans les racines des betteraves. • Le saccharose a un pouvoir rotatoire dextrogyre. Par hydrolyse il donne naissance à un mélange lévogyre : le PR lévogyre du fructose (- 92°) est supérieur au PR dextrogyre du glucose (+52°). Cette propriété a valu au mélange le nom de sucre interverti. • Le saccharose est hydrolysable par voie enzymatique avec une α-glucosidase ou une β-fructosidase. III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides D-glucopyranosido (a1-a1) D-glucopyranoside TREHALOSE III. LES OSIDES 2. Les principaux diholosides On le trouve dans les champignons, les bactéries ou encore dans l’hémolymphe d’insectes. De nombreux organismes l'accumulent en réponse à des chocs thermiques (froid) ou à la dessiccation. IV. LES POLYOSIDES On distingue deux types de polysaccharides : § Les polysaccharides de réserve § Les polysaccharides de structure. Contrairement aux protéines et aux acides nucléiques, le PM des polyosides n’est pas défini car leur programme de synthèse est déterminé par les enzymes. IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve a) L’Amidon Il est formé de deux constituants : • Amylose qui représente 5 à 30% de l'amidon est soluble dans l'eau tiède et cristallise par refroidissement. • Amylopectine (isoamylose) qui représente 70 à 95% de l'amidon donne à chaud un empois visqueux (gel). IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve a) L’Amidon • Très abondant chez les végétaux (réserve glucidique), qui a un rôle nutritionnel important chez l’homme et l’animal. • Il est synthétisé dans les grains d’amyloplastes des cellules végétales. • Son poids moléculaire est variable selon l’espèce végétale et peut atteindre plusieurs millions. • Il est constitué d’une chaîne principale faite de glucoses unis en α1-4 et de ramifications (ou branchements) faites de glucoses unis en α1-6. IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve a) L’Amidon • L'amylose et l'amylopectine possèdent une seule extrémité réductrice : n'ont pas la propriété des sucres réducteurs. • L'hydrolyse de l'amidon coupe le polymère en chaînes assez courtes : les dextrines qui sont réductrices. • L'action d'un acide minéral à chaud libère du D-glucose • L'action d'une enzyme (maltase) aboutit à la libération de maltose. Pour cette raison, les biochimistes ont souvent considéré que l'amidon était un polymère de maltose. IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve IV. LES POLYOSIDES 1. Polysaccharides de réserve b) Glycogène C’est la forme de stockage du glucose dans le foie et les muscles. Sa structure est la même que celle de l'amylopectine avec les différences suivantes : • • • les branchements ont lieu tous les 8 à 12 résidus et même de 3 à 5 au centre de la molécule ; la longueur moyenne des chaînes ramifiées est plus courte ; sa structure est plus compacte. IV. LES POLYOSIDES 2. Polysaccharides de structure a) La Cellulose • • C’est un polyoside linéaire qui représente 50 % du carbone végétal. Elle forme la matière solide des végétaux. Elle est formée d’un assemblage de milliers de monomères glucose reliés entre le carbone 1 sous l’anomérie b et le carbone 4 de l’autre glucose (cellobiose). IV. LES POLYOSIDES 2. Polysaccharides de structure a) La Cellulose IV. LES POLYOSIDES 2. Polysaccharides de structure a) La Cellulose • Hydrolysée par la salive et par la maltase de la levure de bière. Hydrolysée aussi par une β glucosidase (cellulase) non présente dans le tube digestif chez l’homme. • Ces feuilles s'empilent parallèlement avec un décalage constant en microfibrilles (de quelques centaines à 2000 unités et d'épaisseur comprise entre 10 et 25 nm). • Ces microfibrilles s'associent en fibres ou en couches croisées. L'édifice ainsi formé est d'une remarquable solidité mécanique et résistance à toute dégradation. IV. LES POLYOSIDES 2. Polysaccharides de structure b) La Chitine • Elle diffère de la cellulose que par le C2 du glucose : son hydroxyle est remplacé par le groupement acétylamine. • Ce polymère GlcNac(β1-4) a la même structure que la cellulose. • On le trouve dans le squelette extérieur des invertébrés (crustacés, mollusques, insectes). IV. LES POLYOSIDES 3. Hydrolyse enzymatique des osides et polyosides a) Hydrolyse des polyosides lors de la digestion La digestion de l’amidon se fait dans le tube digestif grâce à différents enzymes spécifiques : § Les α amylases (α1-4 glucosidases) agissent en n’importe quel point de la chaîne sur les liaisons α1-4 pour donner des molécules de maltose et des dextrines limites car leur action s’arrête au voisinage des liaisons α1-6. § Il existe une amylase salivaire et une amylase pancréatique très active. § La α1-6 glucosidase scinde la liaison α1-6 glucosidique c’est-àdire les points de branchement. Elle est présente dans la bordure en brosse de l’intestin. § La maltase : les maltoses sont hydrolysés en glucose. IV. LES POLYOSIDES 3. Hydrolyse enzymatique des osides et polyosides b) Hydrolyse des diholosides • Thréalase : enzyme intestinale qui est une α -glycosidase spécifique des liaisons (α1-α1) • Saccharase ou sucrase : enzyme intestinale, α-glucosidase, qui hydrolyse la liaison(α1-β2) du saccharose mais aussi la liaison (α1-4) du maltose. • Invertase : c'est une β-fructosidase spécifique de la liaison (α1-β2). Elle n'hydrolyse pas le maltose. • Maltase : enzyme intestinale qui est une α-glucosidase spécifique de la liaison (α1-4) du maltose et de la liaison (α1β2) du saccharose IV. LES POLYOSIDES 3. Hydrolyse enzymatique des osides et polyosides b) Hydrolyse des diholosides • Isomaltase : enzyme intestinale qui est une α-glycosidase spécifique de la liaison (α1-6) de l'isomaltose • Lactase : enzyme intestinale qui est une β-galactosidase spécifique de la liaison (β1-4) du lactose. Elle n'hydrolyse pas le cellobiose. • Cellobiase : une β-glucosidase spécifique de la liaison (β1-4) du cellobiose. Elle n'hydrolyse pas le lactose. IV. LES POLYOSIDES 3. Hydrolyse enzymatique des osides et polyosides c) Dégradation du glycogène • Le glycogène alimentaire est dégradé comme l'amylopectine. • Dans le foie et le muscle : une glycogène-phosphorylase activée par les hormones, glucagon dans le foie, adrénaline dans le muscle, dégrade le glycogène en libérant un résidu d'une extrémité non réductrice, résidu phosphorylé. • Cette dégradation séquentielle est complétée par l'amylo α1-6 glucosidase qui hydrolyse la liaison (α1-6). IV. LES POLYOSIDES 3. Hydrolyse enzymatique des osides et polyosides d) Dégradation de la cellulose • Réalisée par des β-glucosidases, les cellulases pour obtenir le cellobiose qui sera hydrolysé en glucose par les cellobiases. • Les mammifères ne contiennent pas de cellulase et ne peuvent pas assimiler l'herbe sauf les herbivores qui abritent dans leur tube digestif des bactéries saprophytes qui produisent les β-glucosidases nécessaires. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes a) L’acide hyaluronique IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes a) L’acide hyaluronique • Il représente une barrière pour les substances étrangères. • Il est présent dans l’humeur vitrée et dans les articulations où il a un rôle de lubrifiant. • Il a un poids moléculaire très élevé et de très nombreuses charges négatives • Il est hydrolysé par la hyaluronidase qui agit entre les chaînons, sur les liaisons β 1-4. • La hyaluronidase se retrouve dans les bactéries, le venin de serpent, le sperme où elle facilite la pénétration du spermatozoïde dans l’ovule lors de la fécondation en hydrolysant l’enveloppe de l’ovule. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes b) Les chondroïtines sulfates • On les trouve dans le tissu conjonctif et le cartilage. • Elles sont constituées de la polycondensation de motifs disaccharidiques : [Acide β D glucuronique + N-acétyl galactosamine]n • Les liaisons sont également β 1-3 dans les motifs et β 1-4 entre les motifs. • Elles sont très riches en charges négatives en raison des groupements sulfates et uronates. • Elles fixent donc fortement les cations. Les sulfates sont fixés en C4 ou C6 de la galactosamine. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes b) Les chondroïtines sulfates IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes c) L’héparine • C’est un anticoagulant physiologique qui est présent dans de nombreux tissus (foie, poumon, reins, cœur). • Elle est constituée de la polycondensation de : [Acide b D glucuronique + D Glucosamine N-Sulfate]n • Les liaisons sont b 1-4 dans le motif et a 1-4 entre les motifs. • Les sulfates sont indispensables à l’activité biologique, ils sont fixés sur l’azote et l’alcool primaire en C6 de la glucosamine mais certaines héparines peuvent en contenir beaucoup plus. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 1. Glycosaminoglycanes c) L’héparine IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines c) Définition IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines c) Rôles biologiques des fractions glucidiques • Elles permettent la reconnaissance spécifique par d’autres protéines comme les lectines (cancanavaline A, ricine). • Elles interviennent dans l’interaction cellule-cellule : contact, transfert d’information,… • Elles influencent le repliement des protéines. • Elles protègent les protéines contre les protéases. • La spécificité des groupes sanguins dépend de la fraction glucidique des glycoprotéines des globules rouges. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines d) Les principales glycoprotéines Les O-glycoprotéines On les trouve dans : § les mucines, sécrétions de muqueuse (salivaire, bronchiale, intestinale) § les globulines plasmatiques § les glycoprotéines des groupes sanguins. § le système des groupes sanguins ABO, les déterminants antigéniques spécifiques sont glucidiques : § l'antigène H est la structure de base, présent chez les individus de type O. § l'antigène A diffère de H par la présence d'une N-acétyl-D-galactosamine terminale. § l'antigène B diffère de A par le remplacement du résidu terminal par du D-galactose. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines d) Les principales glycoprotéines Les protéoglycannes § Ce sont des molécules en général très volumineuses, composées par l'association covalente de protéines et de polymères glucidiques appartenant à la famille des glycosaminoglycannes (GAG). § Ces deniers résultent de la polycondensation linéaire d'unités d'osamines et d'acides uroniques qui peuvent être sulfatés. § La majorité de ces composés se trouvent dans la matrice extracellulaire (tissu conjonctif), dans les membranes plasmiques et quelques-uns sont intracellulaires. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines d) Les principales glycoprotéines Les peptidoglycannes § Les peptidoglycannes forment la paroi des bactéries qui leur donne leur forme et les protège. § La muréine forme une couche fine chez les bactéries à Gram négatif et une couche épaisse chez les bactéries à Gram positif § La structure de la muréine est une association covalente de : § polyoside : répétition par des liaisons β d'une séquence diosidique de N-acétylglucosamine, mais l'un des oses est substitué par condensation sur la fonction alcool du C3 avec l'acide lactique (acide muramique). § deux oligopeptides : un tétrapeptide et un pentapeptide IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines d) Les principales glycoprotéines Les lectines § Elles reconnaissent de manière spécifique une séquence de résidus glucidique. § Chez les plantes, sont appelées agglutinines car la ricine de grain de blé provoquait l'agglutination létale des hématies. On les trouve essentiellement dans les graines et sont la plupart du temps toxiques pour les animaux. IV. LES POLYOSIDES HETEROGENES 2. Les glycoprotéines d) Les principales glycoprotéines Dans les cellules animales, elles peuvent avoir des fonctions : § d'adressage glycosidique de molécules, par exemple les enzymes glycoprotéiques destinés aux lysosomes sont reconnues par des récepteurs membranaires § de reconnaissance cellulaire : l'étape critique de reconnaissance de l'ovule par le spermatozoïde réside dans des O-GP de l'ovule reconnues par un récepteur du spermatozoïde qui est une lectine (sa fixation déclenche une sécrétion d'enzymes hydrolytiques). § le pouvoir infectieux de bactéries et virus repose sur l'adhérence à la cellule hôte qui est réalisé par la reconnaissance des GP de l'hôte.
