Fiche de révision : Glucides et osides

📋 Plan du Cours

1. Définition et rôles des glucides
2. Classification des glucides
3. Structure et stéréochimie des oses
4. Cyclisation et anomérie des oses
5. Propriétés et dérivés des oses
6. Diholosides et liaison osidique
7. Polysaccharides et hydrolyse
8. Glycoconjugués et glycosaminoglycanes

📖 1. Définition et rôles des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Polyalcools comportant une fonction aldéhyde ou cétone, de fonction brute $C_n(H_2O)_n$.

★ À maîtriser

📌 Un glucide dont le groupement carbonyle est en bout de chaîne est un aldose, tandis qu’un glucide dont le groupement carbonyle est situé ailleurs est un cétose.

• Les glucides apportent 40 à 50 % des calories, car l’oxydation d’un gramme de glucides fournit 4 kcal.

• Le glycogène constitue une réserve énergétique dans le foie et le muscle.

Compléments

• Les glucides ont un rôle structural comme constituants de la cellulose et du peptidoglycane.

💡 Astuce mémo

Oxydation des glucides → énergie ; association en macromolécules → structure et réserve

📖 2. Classification des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Oses : Sucres simples classés selon leur fonction réductrice et leur nombre d’atomes de carbone.
• Holosides : Les holosides sont des osides constitués exclusivement d’oses et classés en diholosides, triholosides, tétraholosides ou polyholosides selon le nombre d’oses associés.
• Hétérosides : Les hétérosides libèrent par hydrolyse des oses et des substances non glucidiques appelées aglycones.

📝 Points essentiels

📌 Les oses sont des sucres simples, tandis que les osides sont des composés qui donnent un ou plusieurs oses par hydrolyse.

• Les oses sont appelés trioses, tétroses, pentoses, hexoses ou heptoses lorsqu’ils contiennent respectivement 3, 4, 5, 6 ou 7 atomes de carbone.

💡 Astuce mémo

Oses = sucres simples ; osides = sucres libérant des oses par hydrolyse

📖 3. Structure et stéréochimie des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycéraldéhyde : Le glycéraldéhyde est un aldotriose dont le carbone 2 est asymétrique, car il est lié à quatre substituants différents.

★ À maîtriser

• Le glycéraldéhyde existe sous deux formes énantiomères, l’une dextrogyre (+) et l’autre lévogyre (-), images l’une de l’autre dans un miroir.

• Pour une molécule possédant n carbones asymétriques, le nombre de stéréoisomères est $2^n$.

📌 Un ose appartient à la série D si le OH du carbone asymétrique le plus éloigné de la fonction carbonyle est à droite en projection de Fischer, et à la série L s’il est à gauche.

📌 Le galactose est épimère en position 4 du glucose, tandis que le mannose est épimère en position 2 du glucose.

Compléments

• Les principaux oses naturels sont:
  • D-ribose
  • D-glucose
  • D-galactose
  • D-mannose
  • D-fructose

💡 Astuce mémo

Triose → tétrose → pentose → hexose

📖 4. Cyclisation et anomérie des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Pyranose : Un pyranose est un ose cyclique dont le cycle comporte six côtés.
• Furanose : Un furanose est un ose cyclique dont le cycle comporte cinq côtés.
• Mutarotation : La mutarotation est le passage réversible entre les formes anomériques α et β d’un ose en solution.

📝 Points essentiels

• La cyclisation d’un ose résulte de la réaction de sa fonction carbonyle avec une fonction hydroxyle, formant un hémiacétal.

📌 Pour un ose de série D, le OH anomérique est sous le plan du cycle dans l’anomère α et au-dessus du plan dans l’anomère β.

💡 Astuce mémo

α : OH anomérique sous le cycle ; β : OH anomérique au-dessus pour les oses D

📖 5. Propriétés et dérivés des oses

★ À maîtriser

📐 Formule — La loi de Biot donne l’angle de rotation par $\alpha=[\alpha]lC$, où $[\alpha]$ est le pouvoir rotatoire spécifique, $l$ la longueur de la cuve et $C$ la concentration.

📌 Un ose dont le OH anomérique est libre peut s’ouvrir en forme linéaire et devient réducteur grâce à sa fonction carbonyle libre.

• La liqueur de Fehling met en évidence le pouvoir réducteur des oses par la formation d’un précipité rouge de Cu2O à partir d’ions Cu2+ bleus.

Compléments

• Les oses sont très solubles dans l’eau, peu solubles dans l’alcool et insolubles dans l’éther.

• La réduction des oses donne:

  • glucose → sorbitol
  • galactose → dulcitol
  • mannose → mannitol
  • ribose → ribitol

• La réduction du fructose forme deux produits, le sorbitol et le mannitol, car elle crée un nouveau carbone asymétrique.

• L’acide glucuronique joue un rôle important dans la détoxification hépatique, tandis que la carence en acide ascorbique provoque le scorbut.

💡 Astuce mémo

OH anomérique libre → forme linéaire → pouvoir réducteur

📖 6. Diholosides et liaison osidique

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison osidique : Une liaison osidique ou glycosidique associe des oses et fait systématiquement intervenir le OH porté par un carbone anomérique.

📝 Points essentiels

📌 Une liaison osido-ose conserve une fonction réductrice et donne un diholoside réducteur, tandis qu’une liaison osido-oside engage les deux fonctions réductrices et donne un diholoside non réducteur.

• Le maltose est formé de deux molécules de glucose par une liaison osido-ose et il est réducteur.

• Le lactose est formé de glucose et de galactose par une liaison osido-ose et il est présent dans tous les laits de mammifères.

• Le saccharose est un diholoside non réducteur, très répandu dans la nature, formé de glucose et de fructose et constituant le sucre de table.

💡 Astuce mémo

Osido-ose : réducteur ; osido-oside : non réducteur

📖 7. Polysaccharides et hydrolyse

★ À maîtriser

📌 La cellulose est constituée de D-glucopyranoses liés par des liaisons β(1→4), tandis que l’amylose est constituée de D-glucopyranoses liés par des liaisons α(1→4).

📌 L’amylopectine et le glycogène sont des polysaccharides ramifiés, tandis que l’amylose est linéaire.

• Le glycogène possède davantage de ramifications et une masse moléculaire plus élevée que l’amylopectine, de l’ordre de 10^6 contre quelques milliers de daltons.

• 🔄 La digestion des polyosides suit plusieurs étapes: hydrolyse des liaisons (1→4) par l’alpha-amylase, hydrolyse des liaisons (1→6) par l’enzyme débranchante, hydrolyse des diholosides par des enzymes spécifiques

Compléments

• Les dextranes sont des polysaccharides homogènes constitués d’unités α-D-glucose liées en (1→6) et utilisés comme substituts du plasma sanguin.

• La chitine est un polysaccharide homogène constitué de N-acétylglucosamine reliée par des liaisons β(1→4).

💡 Astuce mémo

Amylose linéaire ; amylopectine et glycogène ramifiés

📖 8. Glycoconjugués et glycosaminoglycanes

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycosaminoglycanes : Polyosides résultant de la combinaison d’osamines et d’acide glucuronique.
• Glycoprotéines : Hétéropolyosides résultant de l’union d’une fraction glucidique et d’une fraction protéique.

★ À maîtriser

• L’acide hyaluronique est formé par la polymérisation d’un diholoside composé d’acide glucuronique et de N-acétylglucosamine et participe à la défense contre les agents pathogènes.

• Les héparines associent l’acide D-glucuronique et la D-glucosamine N-sulfate et possèdent une action anticoagulante.

Compléments

• Les chondroïtines sulfates contiennent de la galactosamine et participent à la constitution du cartilage et des os ainsi qu’à la fixation du calcium.

• Les exemples cités de glycoprotéines sont:

  • LH
  • FSH
  • orosomucoïde
  • haptoglobine

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principaux diholosides