Fiche de révision : Biochimie des biomolécules

📋 Plan du Cours

1. Acides aminés et protéines
2. Structure et diversité protéiques
3. Acides gras et propriétés lipidiques
4. Phospholipides et triacylglycérols
5. Sphingolipides et glycolipides
6. Vitamines hydrosolubles et coenzymes
7. Paroi végétale et pectines

📖 1. Acides aminés et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Molécule possédant un groupement carboxyle COOH ou COO−, un groupement amine NH3+, un atome d’hydrogène et un radical liés au carbone alpha.

📝 Points essentiels

• Il existe 20 acides aminés protéinogènes principaux, dont le radical détermine notamment la stabilité et la charge d’une protéine à un pH donné.

📌 Les acides aminés peuvent théoriquement exister sous deux énantiomères, L et D, mais les protéines humaines sont constituées uniquement de formes L.

• La formation d’une liaison peptidique entre deux acides aminés transforme l’acide aminé engagé en résidu et produit une chaîne peptidique.

💡 Astuce mémo

Acide aminé isolé ≠ résidu intégré dans une protéine

📖 2. Structure et diversité protéiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Polymère linéaire de résidus d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.

★ À maîtriser

📌 Un peptide contient généralement 2 à 50 acides aminés, un polypeptide quelques dizaines d’acides aminés et un polymère protéique compte en moyenne 100 à 300 acides aminés.

• L’extrémité N-terminale porte l’amine libre et l’extrémité C-terminale correspond à la dernière extrémité de la chaîne peptidique.

Compléments

• La majorité des protéines sont initialement traduites avec une méthionine en N-terminal, qui peut ensuite être éliminée par une méthionylpeptidase.

📌 Les liaisons peptidiques sont rigides et planes, ce qui limite les rotations autour de cette liaison dans la chaîne polypeptidique.

💡 Astuce mémo

N-ter → chaîne peptidique → C-ter

📖 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.

★ À maîtriser

• L’acide gras saturé stéarique possède la notation C18:0, tandis que le palmitate possède la notation C16:0.

• L’acide gras monoinsaturé oléique possède la notation C18:1 Δ9.

• L’acide linoléique est un acide gras polyinsaturé C18:2 Δ9,12 et l’acide linolénique est un acide gras polyinsaturé C18:3 Δ9,12,15.

Compléments

• Dans les cellules et les organismes, les acides gras sont généralement associés à d’autres molécules et ne sont pas présents seuls.

💡 Astuce mémo

S-M-P : saturés, monoinsaturés, polyinsaturés

📖 4. Phospholipides et triacylglycérols

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipide : Lipide intégrant un groupement phosphate et participant aux interactions avec les molécules d’eau.
• Acide phosphatidique : Précurseur des phospholipides formé à partir d’un diacyl auquel est intégré un phosphate.

★ À maîtriser

• Les triacylglycérols sont très hydrophobes et jouent un rôle majeur de réserve d’énergie.

Compléments

📐 Formule — L’estérification d’un alcool par un acide produit un ester et une molécule d’eau : $alcool + acide = ester + H_2O$.

💡 Astuce mémo

Esterification des acides gras → réserve ou membrane

📖 5. Sphingolipides et glycolipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Sphingolipide : Constituants des membranes biologiques dont la molécule de départ est la sphingosine.

★ À maîtriser

• La formation d’un céramide résulte de l’association de la sphingosine avec un acide gras par une réaction d’amidation.

Compléments

• Les principaux dérivés mentionnés sont:

  • les céramides
  • les sphingomyélines
  • les glycolipides

• Un glycolipide peut fixer un premier acide gras et possède un rôle structural dans les membranes lipidiques.

• Dans un glucide cyclisé en forme pyranose, une fonction aldéhyde du carbone 1 devient une fonction hémiacétal, puis peut participer à une liaison glycosidique.

💡 Astuce mémo

Sphingosine → céramide → sphingomyéline ou glycolipide

📖 6. Vitamines hydrosolubles et coenzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamine hydrosoluble : Les vitamines hydrosolubles permettent de former des coenzymes indispensables à certaines enzymes et ne sont pas stockées dans l’organisme.
• Pyrophosphate : Groupement constitué de deux phosphates condensés entre eux.

★ À maîtriser

• La vitamine B1, appelée thiamine, est associée au coenzyme pyrophosphate de thiamine.

• L’hydrolyse de l’ATP entre les phosphates bêta et gamma produit de l’ADP et libère une énergie immédiatement utilisable pour un travail cellulaire.

• La vitamine B2, appelée riboflavine, résulte de la condensation de la flavine et du ribitol, et ses coenzymes FMN et FAD jouent un rôle majeur dans les réactions d’oxydoréduction.

📐 Formule — Les réactions de réduction indiquées sont $NAD^+ + 2H \rightarrow NADH + H^+$ et $NAD^+ + 2H \rightarrow NADPH + H^+$.

Compléments

• La vitamine B3 correspond à l’acide nicotinique ou à la nicotinamide, et le tryptophane peut être substitué en vitamine B3.

💡 Astuce mémo

B1 → TPP ; B2 → FMN/FAD ; B3 → NAD/NADP

📖 7. Paroi végétale et pectines

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmodesme : Canal reliant directement le cytoplasme de deux cellules végétales voisines et persistant pendant la vie de la cellule.
• Pectine : Polysaccharide acide contenant notamment de l’acide uronique GalA, dont la forme majoritaire est l’homogalacturonane et qui peut former des gels.

★ À maîtriser

• La paroi primaire des cellules végétales contient 90 % de polysaccharides et 10 % de protéines, et elle protège l’intérieur de la cellule.

• Les polysaccharides de la paroi primaire comprennent 33 % de pectines, 27 % de cellulose et 30 % d’hémicellulose.

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

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.

💡 Astuce mémo

Symplasme connecté par plasmodesmes ≠ apoplasme

📊 Tableaux de synthèse

Principales vitamines B et coenzymes