Fiche de révision : Biochimie des biomolécules

📋 Plan du Cours

1. Structure et diversité des acides aminés
2. Acides aminés et paroi bactérienne
3. Acides gras et propriétés lipidiques
4. Acylglycérols et phospholipides
5. Sphingolipides et stérols membranaires
6. Vitamines et coenzymes
7. ATP et réactions d’oxydoréduction
8. Paroi végétale et pectines

📖 1. Structure et diversité des acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Possède un groupement carboxyle COOH ou COO⁻, un groupement amine NH3, un atome d’hydrogène et un groupement radical R liés à un carbone central.

★ À maîtriser

• Les 20 groupements radicaux déterminent les propriétés physico-chimiques d’une protéine, notamment sa solubilité et sa charge positive ou négative à un pH donné.

📌 Le carbone central est chiral parce qu’il porte quatre groupements différents, ce qui rend la molécule asymétrique.

📌 Les protéines humaines sont constituées uniquement de la forme L des acides aminés.

Compléments

• Il existe 20 acides aminés protéinogènes principaux, chacun pouvant théoriquement exister sous deux énantiomères, L et D, soit 2^20 combinaisons théoriques.

💡 Astuce mémo

L chez l’humain, D chez certaines bactéries

📖 2. Acides aminés et paroi bactérienne

🔑 Notions clés & Définitions

• Racémase : Enzyme qui catalyse la conversion d’une forme énantiomérique d’un acide aminé en une autre.

★ À maîtriser

• Les acides aminés se trouvent dans des polypeptides qui forment la paroi cellulaire des bactéries et contribuent à les protéger.

📌 Certains antibiotiques bloquent les racémases, ce qui fragilise la paroi de la cellule bactérienne.

Compléments

• Les acides aminés D peuvent être synthétisés à partir des acides aminés L, mais l’inverse n’est pas possible selon le cours.

💡 Astuce mémo

Blocage de la racémase → paroi bactérienne fragilisée

📖 3. Acides gras et propriétés lipidiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipide : Molécule peu ou pas soluble dans l’eau qui possède au moins une chaîne aliphatique carbonée constituée d’atomes de carbone et d’hydrogène.
• Acide gras : Acide faible dont la fonction carboxylique peut libérer un proton H+ dans l’eau.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons.

Compléments

• Le palmitate est noté C16:0, l’oléate C18:1 Δ3 avec une double liaison entre C9 et C10, le linoléate C18:2 Δ9,12 et le linolénate C18:3 Δ9,12,15.

💡 Astuce mémo

Saturé → monoinsaturé → polyinsaturé

📖 4. Acylglycérols et phospholipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acylglycérol : Formé par la fixation d’un ou plusieurs acides gras sur le glycérol, qui est un alcool.
• Phospholipide : Possède deux queues hydrophobes et une tête polaire hydrophile et constitue un composant majeur des membranes biologiques.

★ À maîtriser

• La réaction entre un acide et un alcool forme un ester et libère une molécule d’eau.

📌 Les triacylglycérols sont très hydrophobes et constituent des molécules de réserve d’énergie.

Compléments

• Les acides phosphatidiques sont des précurseurs de phospholipides à pH 7, et leur phosphate est fixé sur le troisième alcool du glycérol.

💡 Astuce mémo

Acide + alcool → ester + eau

📖 5. Sphingolipides et stérols membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Sphingolipide : Lipide membranaire formé notamment par la fixation d’un acide gras sur une amine selon une réaction d’amidation avec libération d’eau.

★ À maîtriser

• Chez les animaux le stérol membranaire principal est le cholestérol, chez les végétaux le phytostérol et chez les champignons l’ergostérol.

Compléments

• Les sphingomyélines possèdent un phosphate associé à une choline et un acide gras saturé.

• Les glucocérébrosides et les galactocérébrosides portent respectivement un β-D-glucopyranose et un β-D-galactopyranose.

💡 Astuce mémo

Animaux : cholestérol ; végétaux : phytostérol ; champignons : ergostérol

📖 6. Vitamines et coenzymes

★ À maîtriser

• La vitamine B1 est la thiamine et son coenzyme associé est le pyrophosphate de thiamine.

• La vitamine B2, appelée riboflavine, permet d’obtenir les coenzymes FMN et FAD, qui jouent un rôle majeur dans les réactions d’oxydoréduction.

📌 Les vitamines hydrosolubles comprennent les vitamines B et C, ne sont pas stockées dans l’organisme et ne sont pas toxiques selon le cours.

Compléments

• La vitamine B3 correspond à l’acide nicotinique ou à la niacine, et le tryptophane peut contribuer à sa synthèse.

💡 Astuce mémo

B1 → TPP ; B2 → FMN → FAD ; B3 → NAD+ et NADP+

📖 7. ATP et réactions d’oxydoréduction

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Principale molécule énergétique des cellules et dont l’hydrolyse entre les phosphates bêta et gamma libère de l’énergie utilisable pour un travail cellulaire.

★ À maîtriser

• L’hydrolyse de l’ATP entre les phosphates bêta et gamma produit de l’ADP, tandis que l’hydrolyse entre alpha et bêta produit du pyrophosphate inorganique PPi.

📐 Formule — Une demi-réaction d’oxydoréduction s’écrit $\mathrm{ox}+e^-\rightleftharpoons\mathrm{red}$, et une réaction globale s’écrit $\mathrm{ox}_1+\mathrm{red}_2\rightleftharpoons\mathrm{red}_1+\mathrm{ox}_2$.

Compléments

• Dans les systèmes biologiques, les échanges d’électrons se font souvent sous forme d’atomes d’hydrogène, car les électrons libres sont dangereux.

💡 Astuce mémo

Hydrolyse des phosphates de l’ATP → libération d’énergie

📖 8. Paroi végétale et pectines

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmodesme : Canal qui relie directement le cytoplasme de deux cellules végétales voisines et persiste durant la vie cellulaire.

★ À maîtriser

• La paroi primaire de toutes les cellules végétales contient 90 % de polysaccharides et 10 % de protéines et protège l’intérieur cellulaire.

📌 Le symplasme correspond à l’ensemble des cellules d’un tissu interconnectées par les plasmodesmes, tandis que l’apoplasme désigne l’espace extracellulaire continu.

• La composition polysaccharidique de la paroi végétale est de 33 % de pectines, 27 % de cellulose et 30 % d’hémicellulose.

• Les pectines sont des polysaccharides acides contenant notamment l’acide uronique GalA, comprenant 17 monosaccharides différents, dont la forme majoritaire est l’homogalacturonane, et elles participent à la formation de gels et à la régulation métabolique.

Compléments

• L’homogalacturonane est une chaîne linéaire de α-D-GalA-(1→4), méthyl-estérifiée en C6 et acétylée en O-2 et O-3.

• Le rhamnogalacturonane de type II est une chaîne de α-D-GalA-(1→4) portant quatre chaînes latérales appelées A, B, C et D.

• Le rhamnogalacturonane de type I est une chaîne répétée de [α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→4)]n avec n = 100, un rapport GalA:Rha variable de 2:1, 20 à 80 % de ramifications et des chaînes latérales de galactane, d’arabinane et d’arabinogalactane.

💡 Astuce mémo

Symplasme connecté par plasmodesmes, apoplasme non connecté

📊 Tableaux de synthèse

Principaux lipides membranaires