[PDF] UE1 POLYCOPIE DE BIOCHIMIE possèdent à la fois un

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage1sur84 UE1 POLYCOPIE DE BIOCHIMIE

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage2sur84Avant-propos Salutàtoi!Cedocumentaétécréépourt'aideràcomprendreetàassimilerlescoursdebiochimie.TutrouveraslescinqcoursretranscritsdudocteurChaodelaBarca,lecoursdudocteurSimardetàlafin,despetitsexercicespourvoirsituastoutcompris!Attention,ilfautcependantpréciserqu'ils'agitd'undocumentdututorat,etnond'undocumentofficieldelafaculté,dudocteurChaodelaBarcaoududocteurSimardquiseraitcontractuelpourl'examen.Depluslescoursdebiochimiepeuventchangerunpeud'uneannéeàl'autre...Cen'estdoncqu'unsupportpourt'aiderdanstonapprentissage!Entesouhaitantboncourage,Toutel'équipedel'UE1(Alice,Cassandre,Eva,François,Henri,Jules,Kyrian,MarieetSimon)Desquestions?->ue1@asso2atp.fr

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage3sur84Cours 1 : Les acides aminés SOMMAIRE § Définition§ Classificationdesacidesaminés§ Chiralitédesacidesaminés§ Rôledesacidesaminés§ Acidesaminésessentiels,conditionnellementessentielsetnonessentiels§ StructureetpropriétésdesAAPSØ PolaritédesAAØ IonisationetchargesdesAAØ Spectred'absorptiondesAAØ pH,chargeetquantificationdesAA§ LesAAnonprotéinogènes§ Lesaminesbiogènes§ TraitementdelamaladiedusommeilparunchevaldeTroie"biochimique» I - Définition : Lesacidesaminéssontdesmoléculesamphotèresquipossèdentàlafoisungroupementcarboxyleacideetunefonctionamineprimairebasique.ARETENIR:TouslesAAontdonccommestructure:ØungroupementcarboxyleØungroupementamineprimaire(saufpourlaprolineoùilestsecondaire)Øuncarbonealphaasymétrique(saufpourlaglycine)Øunatomed'hydrogèneØunechaînelatéraleRLesdifférentespropriétésphysico-chimiquesdesAAsontdéterminéesparleurchainelatéraleR.ÀpHphysiologique(c'est-à-direauxalentoursde7,4):ØLafonctioncarboxyleestdéprotonée:elleprésenteunechargenégative.ØLafonctionamineprésenteunechargepositive:l'azotepeutnormalementfairetroisliaisonsetpossède,enplus,undoubletnonliant.C'estgrâceàcedoubletnonliantquel'azotes'hybrideau carbonealphaavecunehybrida tionsp3,présentantainsiunechargepositive.Cesdeuxfonctionscarboxyleetaminesontliéesàuncarbonequel'onappellele carbonealpha,lu i-mêmeliéà unatomed'hydrogèneetàunechainelatérale.DanslesAA, lachainel atéralen'es tpasun atomed'hydrogènedonclecarbonealphaestasymétrique.IExceptionfaitedelaglycine:sachai nelatéraleestexclusivementcomposéed'unatomed'hydrogène,danscecaslecarbonen'estplusasymétrique.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage5sur84III- Chiralité des acides aminés : Unemoléculeauncarboneasymétriquelorsquececarboneestliéàquatresubstituantsdifférents.L'isomèredecettemoléculen'estpassuperposableàcelle-ci,maisimagesdecelle-cidansunmiroir(=imagespéculaire).Lecarboneasymétriqueestdonclecentrechiraldelamolécule.Enrevanche,sidansunemoléculeuncarboneadeuxsubstituantsidentiques,onpourrasuperposerl'isomèredelamoléculeparsimplerotation.Lecarboneestalorssymétriqueetn'estpaslecentrechiraldelamolécule.Þ LescarbonesalphadanslesAA(saufpourlaglycine)sontdescarbonesasymétriquesetdoncdescentreschiraux.PourlanotationdescentreschirauxonvautiliserlanotationdeFischer.CetteclassificationvapermettredeclasserlesAAenDouL.Onplacelegroupementcarboxyle(COO-)enhaut.Ø Lorsquelegroupementamine(NH3+)estàgauche,l'AAestL,onparledeL-AA.Ø Lorsquelegroupementamine(NH3+)estàdroite,l'AAestD,onparledeD-AA.Þ TouslesAAprotéinogènes(sauflaglycine,carnonchirale)sontdanslaCONFIGURATIONL.IV- Rôle des acides aminés : RôlestructurelRôlemétaboliqueMédiateurschimiquesetneurotransmetteursØ UnitésélémentairesdesprotéinesØ Fontpartieaussidesstructuresnonprotéiquescomme:Ø l'éthanolamine(undérivédelasérine)quicomposelatêtepolairedecertainsphospholipidesØ l'hème(undérivédelaglycine)quiestlegroupeprosthétiquedel'hémoglobine.Ø Métabolismeazoté:Ø laglutamineetl'alaninejouentunrôledansletransportdel'azote.Ø l'ornithineetlacitrullinejouentunrôledansl'éliminationdel'azoted'urée.Ø Métabolismeénergétique:Ø leglutamateoul'aspartateparticipentàdesréactionsintermédiairesducycledeKrebs.Ø lesAAditsglucoformateursinterviennentdanslanéoglucogenèse.Ilsparticipentàcesfonctionsdirectementouindirectementgrâceauxaminesbiogènes:Ø l'aspartateetleglutamatesontlesprincipauxneurotransmetteursexcitateursdanslesystèmenerveuxcentral.Ø lesacidesgamma-aminobutyriques(GABA),desdérivésduglutamate,sontdesneuromédiateursinhibiteursdusystèmenerveuxcentral.Ø laglycineestunneuromédiateurinhibiteurauniveaudelamoelleépinière,elleparticipenotammentàlatransmissiondusignaldouloureux.Ø lesaminesbiogènesformésparladécarboxylationdesAA(cf.plusloin).V- Acides aminés essentiels, conditionnellement essentiels et non essentiels : L'homme,àladifférencedesplantesetdesbactéries,nepeutpassynthétisertouslesAAàpartirdel'azoteinorganique.LesAAimpossiblesàsynthétiserpourl'homme,doiventêtreapportésparl'alimentation:cesontlesacidesaminésessentiels.Onretrouvelaleucine,l'isoleucine,lavaline,laméthionine,laphénylalanine,letryptophane,lathréonineetlalysine.LesAApouvantêtresynthétisésparnotreorganismesontappeléslesAAnonessentiels.LesAAquisontsynthétisésparnotreorganismemaisenquantitéinsuffisantesontappeléslesAAconditionnellementessentiels.Onretrouvelaglutamine,latyrosine,l'arginine,l'histidineetlacystéine.Lorsdelacroissancechezl'enfantouchezlafemmeenceinte,cesAAconditionnellementessentielsvontdeveniressentiels.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage6sur84VI- Structure et propriétés des AAPS : A)Polarité:Uneliaisonestpolairelorsqu'ilyaundéséquilibre(ouapolairelorsqu'iln'yapasdedéséquilibre)danslenuageélectroniquedesgroupesfonctionnelsdelachainelatérale.Þ EnsolutionetàpHphysiologique(environ7,4),touslesAAsontpolairesdufaitdeleurgroupeamine(chargépositivement)etdeleurgroupecarboxyle(chargénégativement).Lesrésidusaminoacylssontenrevancheplusoumoinspolairesenfonctiondelapolaritédeleurchainelatérale.GlycineLaglycinealaplussimpledesstructuresdesacidesaminés(justeunH comme chainelatérale). Soncarbonealphan'es tpasasymétrique.L'e ncombrementminimaldesachainelatérale confèreuneflexibilitémaximaleàlachainepeptidique.AlanineL'alanineaungroupeméthylsursachainelatérale.ValineLavaline,la leucineetl'isoleucinesontlestroisAAbr anchés(BCAA=BranchChainAminoAcid).Leurencombrementstériqueestimportantàcausedeleurchainelatéralegrandeethydrophobe.Cesont desAAes sentielspourl'homme.Pl usieursétudesontmontréunerelationpositiveentrelestauxdeBCAAetl'insulino-résistance.LeucineIsoleucineMéthionineLaméthionineestunaci deaminésoufré.C'e stleprincipa ldonneurdefonctionméthyledel'organisme(lesoufreestreliéàunméthyl).AAtrèsimportantdanslesréactionsdeméthylation.ProlineLaprolineestcompos éed'unhétérocycleoùlachai nelat éraleformeuncycleavecl'amineliéaucarbonealpha.Cetaminen'estdoncplusprimairemaissecondaire.Cethétérocycleconfèreuneflexibilitéminimaleàlac hainepeptidique(coudedanslesprotéines).L'hydroxyproline(OH-Pro)estundérivédelaprolinesuiteàunemodificationpost-translationnelle.El lepermetdefo rmerdesliaisonscovalentesentreleschai nespeptidiqueset ainsid'êtr erésistanteauxforcesdetractio ncommedanslespr otéinesfibrillairesdecollagène.AliphatiqueAAàchainelatéraleapolaire

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage7sur84PhénylalanineLaphénylalanine,composéd'ungroupementphényle,esttrèsstableettrèshydrophobe.Þ Donclaphénylalanineestmoinspolairequeletryptophane,quil'estmoinsquelatyrosine.TryptophaneLetryptophaneestcomposéd'unnoyauindolequiluidonneaussiunecertainepolarité.C'estunprécurseurd'aminesbiogènescommelasérotonine.TyrosineLatyrosine,auquelonarajoutéungroupementphénol(OH)auphényle.CettefonctionalcoolaugmentelaréactivitédelatyrosineestenfaitlamoléculelamoinsapolairedesAAaromatiquesapolaires.Quandlatyrosineestdansuneenzyme,lesrésidustyrosinevontsephosphorylergrâceàunetyrosinekinase,permettantd'activeroud'inhiberl'enzyme.Latyrosineestaussiunprécurseurdeshormonesthyroïdiennes.C'estunprécurseurd'aminesbiogènescommeladopamineetlescatécholamines.SérineLapol aritédelasérineetdela thréonineestdueàl eursgroupementshydroxyles,leurfonct ionalcool(OH).Fo nctionalcoolprimairepourlasérineetfonctionalcoolsecondairepourlathréonine.Commepourlatyrosine,lasérineetlathréoninepeuventsephosphorylerousedéphosphorylerauniveaudeleurfonctionalcoolquandilsfontpartiedesrésidusdesenzymes,pouractiveroudésactiversesenzymes.ThréonineCystéineLacystéineestledeuxièmeAAsoufré.Songroupementsulfhydryle(SH)larend trèspolaireetaun etendanceà l'oxydationtrèsimportante.Cettetendanceàs'oxydervaêtreutiliséedanslesmoléculesantioxydantes,poursynthét iserlesglutathionsouencorepourserviràstabiliserlesstructurestertiairesdesprotéines,grâceàunpontdisulfure(S-S)entredeuxrésidusdecystéine.AsparagineL'asparagineetlaglutaminesontlesamide sdesAAa zides.L'asparagineestl'amidedel'as partateetl aglutamineestl'amidedel'acideglut amique.CesdeuxAA permettent letransportdel'az otedesdiffére ntstissusverslefoie(cyc ledel'urée).LaglutamineaaussiunrôledanslasynthèsedenombreuxAAetdugl ucose(c'estdoncunA Aglucoformateur). Laglutami neparticipeégalementàlarégulationdesprocessusd'oxyd o-réductions.GlutamineCyclique=AromatiqueNonchargé=NeutreAAàchainelatéraleapolaireAAàchainelatéralepolaire

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage8sur84LysineLalysinepossèdeunsecondgroupement aminéprimaireli éaucarboneεsurlachaînelatérale.Lescarbonessuivantlecarbonealphasontnomméessuivantl'ordrealphabétiquegrec:beta,gamma,delta,epsilon...ArginineL'arginineaun groupemen tguanidinepositivementchargé .L'arginineestunintermédiairedanslecycledel'urée.Ilestaussiunprécurseurdumonoxyded'azoteNO(grâceàuneenzyme,leNOsynthase).LeNOestunneurotransmetteurquiintervientdanslacoagulation(antiagrégantplaquet taire)etdanslarégulationdelapressionartérielle(vasodilatation).HistidineL'histidineaunnoyauimidazolequicomprendunatomed'azotenonpr otonéàpHphysiolog ique(contrairementàl'azotedelalysineetdel'argin ine.Le pKrdel'hi stidin eestprochedupHphysiologique,cequipermetuneréactivitéimportantequiestmiseauprofi tdansle centreacti fdecertainesenzy mes.L'histidineestaussiunprécurseurd'uneaminebiogèneappeléel'histamine(cf.plusloin).AspartateLeglutamateetl'aspartateonttousdeuxunedeuxièmefonctioncarboxyle.Cesontdesneurotransmetteursexcitateursdanslesystèmenerveuxcentral.LeglutamateestaussiunintermédiairedanslasynthèseetladégradationdenombreuxAA.C'estaussileprécurseurduGABA(neurotransmetteurinhibiteur).GlutamateB)IonisationetchargesdesAA:Celaestliéauxpropriétésacido-basiquesdesAA:Onasoitunacideprotoné(R-COOH)etsabaseconjuguéedéprotonée(R-COO-),soitunebase(R-NH2)etsonacideconjuguéprotoné(R-NH3+).Onappelle:Ø pKc,lepHdedemi-dissociationpourlequel50%desgroupesR-COOHsontdissociés(50%souslaformeR-COOHet50%souslaformedeR-COO-).Ø pKn,lepHdedemi-dissociationpourlequel50%desgroupesR-NH3+sontdissociés(50%souslaformeR-NH2et50%souslaformedeR-NH3+).AAàchainelatéralepolaireChargépositivement=basiqueChargénégativement=acide

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage9sur84Ø lepointisoélectrique(oupHi),lepHoùlachargenettedel'AAestnulle.L'AAprendalorslenomdezwittérion.Ø ilexisteaussilepKr,lepHdedemi-dissociationdelachaînelatérale(mêmechosequelepKcoulepKnmaispourlachainelatéraledesAAacidesetbasiques).Grâceàcespropriétésacido-basiques,onvapouvoirréaliserdescourbesdetitraged'unAAqu'onappelleraX.Ellessontconstruitesenajoutantdes"équivalentsOH»(=unebaseforte,commelasoude)àunesolutiontrèsacidecontenantdel'acideaminéX:Ø àchaquefoisqu'onajouteunequantitéconnueetfaibledelabase,onmesurelepH.Ø sidanslasolutioniln'yapasdecomposéavecunefonctionacideoubasique,alorsonobtientunedroitecarlepHaugmentelinéairementaufuretàmesurequ'onajoutedelabaseforte.Ø pourlesAA,onn'obtientjamaisunedroitecarilspossèdenttousaumoinsunefonctionacide(COOH)etunefonctionbasique(NH2),ainsiqueleséventuellesfonctionsacideoubasiquedansleschaineslatéralesdesAAacidesoubasiques.Exemples:Iln'yapasdepKrpourlaglycinecarsachainelatéralenecomportepasdefonctionacideoubasique.Ø Créationdelacourbededissociationdelaglycine(AAhydrophobealiphatique):1. OnvacommencerparunesolutionàpHtrèsacide,contenantlaglycine.IlyadoncdenombreuxprotonsdanslasolutionetlaglycinevapouvoircapterlesH+,leCOO-vadoncdevenirCOOH.LachargetotaleàunpHinférieuraupKcetvadonner+1.Laseulechargedéterminantedelachargedelaglycineàcestadeestlacharge+portéeparl'amine.2. OnvaajouterdelasoudeàlasolutioninitialementtrèsacideetonvaarriverunmomentdupKc,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-COOHsontdissociés(doncsouslaformeR-COO-).AcestadelepHestégalà2,34,lachargenetteestde+0,5.Ilya50%delaglycinesoussaformeaveclepHacideet50%soussaformedezwittérion.3. Oncontinueàajouterdelasoudeàlasolutionetonvavoirapparaitreuneautreforme:laformezwittérion.LeCOOHs'estdéprotonéaufuretàmesurequelepHaaugmenté.Lachargenettedecetteformeestégaleà0(+1del'amineet-1ducarboxyle).LepHdanslasolutionàcestadeestégalaupHiisoélectriquedelaglycine(5,97).4. OnvaajouterencoredelasoudeàlasolutionetonvaarriverunmomentdupKn,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-NH3+sontdissociés(doncsouslaformeR-

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage10sur84NH2).AcestadelepHestégalà9,60,lachargenetteestde-0,5.Ilya50%delaglycinesoussaformedezwittérionet50%soussaformeaveclepHbasique.5. Oncontinueàverserdelasoudeetonarrivesurunesolutiontrèsbasique.IlyadoncdenombreuxOH-danslasolutionetlaglycinevalibérerlesH+danslasolution,leNH3+vadoncdevenirNH2.LachargetotaleàunpHsupérieuraupKnetvadonner-1.Laseulechargedéterminantedelachargedelaglycineàcestadeestlacharge-portéeparlecarboxyle.Ø Créationdelacourbededi ssociat iondelag lutamate(AApolair echargénégativement):1. OnvacommencerparunesolutionàpHtrèsacide,contenantleglutamate.IlyadoncdenombreuxprotonsdanslasolutionetleglutamatevapouvoircapterlesH+,leCOO-vadoncdevenirCOOH(attentionicilecarboxyleliéaucarbonealphaETceluidelachainelatéralevonttouslesdeuxseprotoner).LachargetotaleàunpHinférieuraupKcetvadonner+1.Laseulechargedéterminantedelachargedelaglycineàcestadeestlacharge+portéeparl'amine.2. OnvaajouterdelasoudeàlasolutioninitialementtrèsacideetonvaarriverunmomentdupKc,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-COOHsontdissociés(doncsouslaformeR-COO-).AcestadelepHestégalà2,19,lachargenetteestde+0,5.Ilya50%duglutamatesoussaformeaveclepHacideet50%soussaformedezwittérion.3. Oncontinueàajouterdelasoudeàlasolutionetonvavoirapparaitreuneautreforme:laformezwittérion.LeCOOHs'estdéprotonéaufuretàmesurequelepHaaugmenté(attentionseulementceluiliéaucarbonealpha).Lachargenettedecetteformeestégaleà0(+1del'amineet-1ducarboxyle).LepHdanslasolutionàcestadeestégalaupHiisoélectriqueduglutamate(3,22).4. OnvaajouterencoredelasoudeàlasolutionetonvaarriverunmomentdupKr,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesCOOHDELACHAINELATERALEsontdissociés(doncsouslaformeCOO-).AcestadelepHestégalà4,25,lachargenetteestde-0,5.Ilya50%duglutamatesoussaformedezwittérionet50%soussaformeoùlesdeuxcarboxylessontdéprotonés.5. Onajouteencoredelasoudeetonarriveauxstadesoùlesdeuxcarboxylesduglutamatesontdéprotonés.LepHdelasolutionestsupérieuraupHiduglutamatemaisinférieuràsonpKn.Lachargenetteestde-1.Laseulechargedéterminantedelachargeduglutamateàcestadeestlacharge-portéeparlacarboxylasedelachainelatérale(lacharge-etlacharge+liéàl'amineetaucarboxyleducarbonealphas'annulent.6. OnvaajouterencoredelasoudeàlasolutionetonvaarriverunmomentdupKn,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-NH3+sontdissociés(doncsouslaformeR-NH2).AcestadelepHestégalà9,67,lachargenetteestde-1,5.Ilya50%duglutamatesoussaformeoùsesdeuxcarboxylessontdéprotonéset50%soussaformeaveclepHbasique.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage11sur847. Oncontinueàverserdelasoudeetonarrivesurunesolutiontrèsbasique.IlyadoncdenombreuxOH-danslasolutionetleglutamatevalibérerlesH+danslasolution,leNH3+vadoncdevenirNH2.LachargetotaleàunpHsupérieuraupKnetvadonner-2.Leschargesdéterminantessontlesdeuxcharges-portéesparlesdeuxcarboxylesduglutamate.Ø Créationdelacourbededissociationdelalysine(AApolairechargépositivement):1. OnvacommencerparunesolutionàpHtrèsacide,contenantlalysine.IlyadoncdenombreuxprotonsdanslasolutionetlalysinevapouvoircapterlesH+,leCOO-vadoncdevenirCOOH.LachargetotaleàunpHinférieuraupKcetvadonner+2.Leschargesdéterminantessontlesdeuxcharges+portéesparlesdeuxaminesdelalysine.2. OnvaajouterdelasoudeàlasolutioninitialementtrèsacideetonvaarriverunmomentdupKc,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-COOHsontdissociés(doncsouslaformeR-COO-).AcestadelepHestégalà1,82,lachargenetteestde+1,5.Ilya50%delalysinesoussaformeaveclepHacideet50%soussaformeavecsoncarboxyledéprotoné.3. Onajouteencoredelasoudeetonarriveauxstadesoùlecarboxyles'estdéprotoné,ilalibérésonproton.LepHdelasolutionestsupérieuraupKcdelalysinemaisinférieuràsonpKn.Lachargenetteestde+1.Laseulechargedéterminantedelachargedelalysineàcestadeestlacharge+portéeparl'aminedelachainelatérale(lacharge-etlacharge+liéàl'amineetaucarboxyleducarbonealphas'annulent.4. OnvaajouterencoredelasoudeàlasolutionetonvaarriverunmomentdupKn,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesR-NH3+sontdissociés(doncsouslaformeR-NH2)(attentionpourl'instantseull'amineliéaucarbonealphasedéprotone).AcestadelepHestégalà8,95,lachargenetteestde+0,5.Ilya50%delalysinesoussaformeoùsoncarboxyles'estdéprotonéet50%soussaformezwittérion.5. Oncontinueàajouterdelasoudeàlasolutionetonvavoirapparaitreuneautreforme:laformezwittérion.L'amineLIEAUCARBONEALPHAs'estdéprotonéaufuretàmesurequelepHaaugmenté.Lachargenettedecetteformeestégaleà0(+1del'aminedelachainelatéraleet-1ducarboxyle).LepHdanslasolutionàcestadeestégalaupHiisoélectriquedelalysine(9,74).LepHestplusgrandquelepKnmaispluspetitquelepKr.6. OnvaajouterencoredelasoudeàlasolutionetonvaarriverunmomentdupKr,stadedupHdedemi-dissociationoù50%desgroupesNH3+DELACHAINELATERALEsontdissociés(doncsouslaformeNH2).AcestadelepHestégalà10,53,lachargenetteestde-0,5.Ilya50%delalysinesoussaformedezwittérionet50%soussaformebasique.7. Oncontinueàverserdelasoudeetonarrivesurunesolutiontrèsbasique.IlyadoncdenombreuxOH-danslasolutionetlalysinevalibérerlesH+danslasolution,leNH3+(delachainelatérale)vadoncdevenirNH2.LachargetotaleàunpHsupérieuraupKretvadonner-1.Laseulechargedéterminanteestlacharge+portéeparlecarboxyledelalysine.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage13sur84Parexemplesurleschéma,leglutamatevaavoiruntempsderétention(tr)inférieuràceluidel'histidine.EneffetleglutamateestunAAacidealorsquel'histidineestunAAbasique,donclepHiduglutamateestinférieuràceluidel'histidine.EtcommelepHdelasolutionduplusacideauplusbasique,l'AAayantlepHileplusbasvatomberenpremier(icileglutamate).Spectrophotomètre:Dansledétecteur(ex:lespectrophotomètre),onappliquelaloideBeer-LambertpourconnaitrelaconcentrationdechaqueAA.CommelesAAvonttomberlesunsàlasuitedesautres,onvapouvoirlesquantifierindividuellement.LaloideBeer-Lambertvapouvoirs'appliquer:onconnaitletempsderétentiondechaqueAA,doncunefoisidentifié,ilsuffiraderegarderleurcoefficientd'absorptionpourappliquerlaformule.Exemple:Surcettecourbe,onvoitqueleglutamateaétédétectéàunpHrelativementacide,etl'histidineàunpHrelativementbasique.Onvoitaussiqueleglutamateestmoinsconcentrédanslasolutionquel'histidine.Þ Aujourd'huilaquantificationdes AAsefait spectrophotométriedemassemaislaséparationchromatographiqueavantlaquantificationesttoujoursd'actualité.VII- Les AA non protéinogènes : ornithine et citrulline Cesontdesintermédiairesclésdans:Ø lasynthèsed'arginine.Ø l'excrétionazotée(cycledel'urée).Ø lasynthèsedumonoxyded'azote(NO).Ø lasynthèsedespolyamines.Lamoléculed'ornithineressemblebeaucoupàlamoléculedelysine.CesdeuxAAétantnonprotéinogènesneserontjamaisprésentsdanslastructured'uneprotéine.VIII- Les amines biogènes (AB) : Lesamines biogènessontobtenuesaprèsdécar boxylationdesAAet onvapresqueutilisersystématiquementlephosphatedepyridoxal(PLP)commecofacteurdescarboxylases.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage14sur84Réactiongénérale:Þ Onpartd'unAAinitialquel'ondécarboxyle,grâceàunedécarboxylasepourobteniràlafinàaminebiogène.Parexemple,onforme:Ø delaDOPA,deladopamineetdescathécolamines(adrénalineetnoradrénaline)àpartirdelatyrosine.Ø delasérotonineàpartirdutryptophane.Ø dugamma-aminobutyrateàpartirduglutamate.Ø del'histamineàpartirdel'hisitidine.Ø despolyaminesàpartirdel'ornithine.A)Formationdelasérotonineàpartirdutryptophane:Latryptophanehydroxylasevahydroxyler(rajouterunOH)surlenoyauindoldutryptophanepourformerle5-OH-trytophane.Puisladécarboxylased'AAaromatiqueetsoncofacteurlePLP,vontdécarboxylerle5-OH-tryptophanepourformerlasérotonine.Lasérotonineestunneurotransmetteurdanslesystèmenerveuxcentraletlescellulesentérochromaffinesdusystèmedigestif.Ellestimuleaussil'agrégationplaquettaire(aveclesgranulesdensesquisontrichesensérotonine).Lasérotonineestunneuromédiateurquivaparticiperàl'humeur.Onretrouveundéficitdesérotininedanslescasdedépressionetpourpallierceproblème,onutiliseleProzac(fluoxétine),quiestuninhibiteurdelarecapturedesérotininequivapermettredelaisserpluslongtempslasérotoninedanslasynapsedesneuronessérotoninergiques.C'estdoncunanti-dépresseur.B)Laformationdel'histamineàpartirdel'histidine:UnehistidinedécarboxylaseliéàsoncofacteurlePLP,vadécarboxylerl'histidinepourformerl'histamine.L'histamineestretrouvéedanslescellulesdel'allergie,commelesmastocytes.Unefoisquelescellulessontencontactavecl'allergène(représentéenjaune),ellesvontsedégranuler,cequivalibérerl'histamine.L'histaminevaêtreresponsableenpartiedessymptômesallergiquescommel'hyper-sécrétionbronchiqueounasale.Ilexistedesmédicamentsappeléslesanti-histaminiquesquivontalleragirsurlerécepteuràl'histamineetquivontcombattrecessymptômesd'hyper-sécrétion.C)Laformationdespolyaminesàpartirdel'ornithine:L'ornithinedécarboxylaseliéaucofacteurPLP,vadécarboxylerl'ornithinepourformerlaputrescine.Þ Laputrescineestconsidéréecommeunepolyaminesimpleouprécurseurdepolyaminessupérieurs:laspermidineetlaspermine.Laspermidinesynthase(oupropylaminetranférase1)vatransférerunrésidudeS-adénosylméthioninedécarboxylée(enbleusurleschéma)surlaputrescinepourformerla

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage15sur84spermidine.Laméthionineintervientdoncaussidanslasynthèsedespolyaminesaprèsdécarboxylationparl'adoMetdécarboxylase+PLP.Enfinlasperminesynthase,vautiliseruneautremoléculedeS-adénosylméthioninedécarboxyléepourformerlaspermine.Lesfonctionsdespolyamines:Ø structureetsynthèse(acidesnucléiquesetprotéines).Ø protectiondustressoxydant.Ø régulationdescanauxioniques.Ø promotiondelaproliférationcellulaire(cancerouencasd'infectionbactérienneouparasitaire).IX- Traitement de la maladie du sommeil par un cheval de Troie " biochimique » : Lamaladiedusommeilestunemaladieendémiquedecertainspaysafricains.Deschercheursonttrouvé"unchevaldeTroiebiochimique»pourtraitercettemaladie.Auparavantonessayaitdetraitercettemaladieparmonothérapieavecdesanticorps,maiscettemaladiecauséeparlestripanosumbrucei(transmispardesmorsuresdemouchetsé-tsé)vamutertrèsvitelesantigènesdesurfacedescellules,donclesanticorpsvontdevenirinefficaces.Letripanosumbruceivaenvahirlesystèmenerveuxcentraldespatients,cequivaprovoquer:Ø unétatd'insomnielanuitetdeléthargielejour.Ø descéphaléesintenses.Ø lestâcheslesplussimplesdeviennentdeplusenplusdifficileàréaliser.Ø lamortdupatientinfine.Enutilisantl'enzyme:orthininedécarboxylase(ODC)commeciblethérapeutique,leschercheursontmisaupointuntraitement.Ilsontprisencompteleturn-over(renouvellement)trèsrapidedecetenzymechezl'hommeettrèslentchezleparasite.Lastratégieadoncétéd'administrerunsubstrat"suicide»àl'ODC(quibloquelecomplexesubstrat-enzyme).Cecia:Ø peudeconséquencespourlescelluleshumainescarleturn-overrapidedel'ODCfaitquedesnouvellesenzymes(noninhibées)sontsynthétiséestrèsrapidement.Ø maisbeaucoupdeconséquencespourleparasitecarleturn-overdesonODCestlent,cequiengendreunerestitutiontrèslentedesonstockdepolyamines(indispensableàsaprolifération),etdoncaufinalsamort.LenomdecesubstratestleDEMO(difluorométhylornithine),ilformeuncomplexeirréversibleavecl'ODC.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage16sur84Cours 2 : Les glucides SOMMAIRE § Définition§ Rôledesglucides§ ClassificationdesglucidesØ Monosaccharides- Lesobjetschirauxetnonchiraux- Lesmonosaccharidesdeplusdetroiscarbones- Lacyclisationdesosesensolutionaqueuse- LaréactiondeBénédict- Ø Disaccharides- Lemaltose- Lesaccharose- LelactoseØ PolysaccharidesØ LeshomopolysaccharidesØ LeshétéropolysaccharidesI - Définition : Enassemblantplusieursmonosaccharidesentreeux,onpeutcréersoitdesdisaccharides(2unitésmonosaccharidiques)soitdespolysaccharides(pluslongavecplusd'unitésmonosaccharidiques).Acontrario,l'hydrolysed'osespluscompliqués(plusgros),permetd'obtenirdesoses"simples»:desmonosaccharides.Lesglucidessontégalementconnussouslenomde"sucre»,"hydratedecarbone»ouencore"carbohydrate».Ilssenommentainsicarleurformulebruteest(CH2O)n->(onremplacele"n»parunchiffre,lenombredecarbonedel'ose,etceladonneunglucide).LesglucidesgrâceàleurprésencedanslacellulosedesparoisdesbactériessontconsidéréscommelesbiomoléculeslesplusabondantessurTerre.II - Rôle des glucides : Ilsonttroisrôlesmajeurs:Ø Energétique:grâceàl'oxydationduglucose+++etd'autresglucides.Ø Structurel:ilscomposentlesparoisdesbactériesetdescellulesvégétales(cellulose+++)etcertainspolymèresdeglucides,appelésglycosaminoglycanes(GAG)ouprotéoglycane(PG)fontpartisdestissusconnectifsdesanimaux.Unegrandepartiejoueégalementunrôledelubrifiantarticulaire(présencedansleliquideCesontdescomposésorganiquesquivontposséderunefonctioncarbonyle:soitunecétone(=cétose)ouunaldéhyde(=aldose),ainsiqu'aumoins2groupementsalcool.Exempledesdeuxmonosaccharideslesplussimples:

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage17sur84synovial)etvision(présencedansl'humeurvitrée,ex:hyaluronate,leseldel'acidehyaluronique).Ø Signalisation:Ilsparticipentàlareconnaissanceetàl'adhésioncellulaire(glycolipidesetglycoprotéines). III - Classification des glucides : Ondistingueles:Ø Monosaccharides=osesimple:Uneseuleunitécomportantaumoinsunefonctionaldéhydeoucétone(carbonyle)et2groupement-OH.Ø Oligosaccharides:moléculesforméesparuncourtenchaînementdemonosaccharides(2àenviron20),liéspardesliaisonsosidiques;lesplusabondantssontlesdisaccharides(2unités).Ø Polysaccharides:polymèresde>20unitésmonosaccharidiques(identiques=homosaccharidiqueoupas=hétérosaccharidiques),ilsprésententunechainelinéaire(cellulose,hyaluronate)ouunechaineavecdesembranchements(amylopectineetglycogène). A)Lesmonosaccharides:Aldéhydesavecaumoinsdeuxgroupes-OH→Aldoses3carbones=aldotrioses(ouglycéraldéhyde)4carbones=aldotétroses5carbones=aldopentoses6carbones=aldohexoses.....Cettemoléculeauncarboneasymétrique,C*(aumilieusurleschéma).Cétonesavecaumoinsdeuxgroupes-OH→Cétoses3carbones=cétotriose(oudihydroxyacétone)4carbones=cétotétroses5carbones=cétopentoses6carbones=cétohexoses.....Cettemoléculen'apasdecarboneasymétrique *

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage18sur84ð Cesmoléculespeuventparfoisavoirunecertainesymétrie,ainsiquedescarbonesasymétriques(C*)ounon,onvaalorsparlerdechiralité.Lesobjetschirauxetnonchiraux:Lesmainssontchiralesdoncnonsuperposables,maisimagel'unedel'autredansunmiroir.Al'inverselesobjetsachirauxvontsesuperposés.Lesosessontchiraux,leursformuleschimiquespeuventêtrelesmêmes,maisilsontuneconfigurationspatialedifférente:onparled'énantiomères.Laprésenced'uncarboneasymétriquepermetune"rotation»dugroupehydroxyleautourdesoncarbone,cequiexpliquequelamoléculeestchiralecars'ilyarotation,onnepourrapaslessuperposer,commedansl'exempleavecleglycéraldéhydeàdroite. Quandilya"n»centresasymétiquesilyauraalors2"puissancen»st éréoisomères,donc2"puissancen»moléculesaveclamêmeformulebrutemaisavecuneconfigurationspatialedifférente,enétantsoitdesénantiomères(nonsuperposablesmaisimagesidentiquesdansunmiroir),soitdesdiastéréoisomères(nisuperposables,niimagesidentiquesdansunmiroir).Lachiralitéestimportantedanslemondevivantcar,parexemple,lesenzymesn'agissentsouventquesurunseulénantiomère(LouD)maispassurlesdeux!Exemple:-LesénantiomèresdesdifférentsAAdelasérieDnevontpasêtrereconnusdesdifférentesenzymesresponsablesdumétabolismedesAA(carcesAAsontdesérieL).-Ilene stdemême pourbe aucoupde récepteurschi raux(ilsnevo ntquereconnaitreunemoléculedelasérieDouLàlafois).Exempledulimonène:s'ilestDonaurauneodeurplutôtd'orangeetsionestdansunesérieL,l'odeurseracelled'unconifère.ð Retenirquelachiralitéestprésentepartoutetimportanteetqu'elleneconcernepasquelesoses!(ex:desrécepteursetdesenzymes) Lesmonosaccharidesdeplusde3carbones:IlspossèdentunouplusieurscarbonesasymétriquesetsontsoitdesérieD,soitdesérieL.CommentsavoirsilemonosaccharideestdesérieDouL?Onutilise(parconvention)lapositiondu-OHliéaucarboneasymétriquelepluséloignédelafonctioncarbonyle:

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage19sur84ð Si-OHàdroite,ilestDets'ilestàgauche,ilestL.LaplupartdesosesnaturelssontdesérieD.v Lesaldosesdeplusde3carbones:IlssontprincipalementdeconfigurationDetilyenatroisàconnaitre:- LeD-Glucose- LeD-Mannose- LeD-GalactoseOnremarquequeleD-mannoseetleD-galactosediffèrentduD-glucosejusteparlaconfigurationd'unseulcarboneasymétrique:cesontdesépimèresduD-glucose.LemannoseestunépimèreduDglucoseetinversement,ilsdiffèrentseulementparrapportàlapositionduOHsurlepremiercarboneasymétrique.IlenestdemêmepourleDgalactoseetleDglucose:seulementlapositionduOHsurlecarboneasymétrique3diffère.ð Lesépimèressontdesdiastéréoisomèresquivontdifférerseulementparlaconfigurationspatialed'unseulcarboneasymétrique.Moyenmnémotechnique:codersurladroite,lesfonctionsalcool:"2»etlesatomesd'hydrogène:"1»,puisapprendrelescombinaisonsdechiffres:leDglucose=2122,puiscommelemannoseestunépimèreenC1,ilprendlenuméro1122etenfinlegalactoseestépimèreenC3donc2112.v Lescétosesdeplusde3carbones:IlfautjusteretenirleDfructose(Fru)quicorrespondaunuméro122,aveclemêmeprocédéquepourlesaldoses.Lacyclisationdesosesensolutionaqueuse:Lesaldoses(si≥4C)etlescétoses(si≥5C)ensolutionaqueusesontplusstablessousformecyclique:→Conséquence:lecarbonedelafonctionaldéhyde/cétosedevientasymétrique(pertedeladoubleliaison)=carboneanomériqueetdonccréationdenouveauxstéréoisomères(=anomères).C'estunphénomèneréversible.Lamoléculeduglucoseestenpermanenceentraindecycliseroudesedé-cycliser.Carboneanomérique

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage20sur84Unosecycliquepeutdoncavoirdeuxanomères(alphaoubeta)enfonctiondelapositiondu-OHsurlecarboneanomérique:s'ilestplacéenhautduplan=>betaetenbas=>alpha.Lesuffixepyranoseestutilisépourlesaldosescarilrappellelepyrane(moléculecyclique).Pourlescétoses,onutiliseralesuffixefuranosecarilrappellelefurane(moléculecyclique).Exemple:L'α-D-glucopyranoseetleβ-D-glucopyranosesontdesanomères,ilesttrèsfaciledepasserdel'unàl'autre(équilibreensolutionentreformelinéaireetcyclique).Exemple:LesanomèresalphaetbétaduD-fructose:Þ Pourlesaldoseslaliaisonestuneliaisonhémi-acétaletpourlescétosesc'estuneliaisonhémi-cétale.Þ Lamutarotationdésignelepassageentrelaformelinéaireetcyclique.Elles'appliqueàtouteslesformescycliques,furanosesetpyranoses.Certainsosess'oxydentfacilementvialeurfonctioncarbonylepourdonneruncarboxyle.RéactiondeBenedict:Ils'agitd'uneréductiondesionscuivriques(Cu2+)pardessucresréducteurs(ayantunefonctionaldéhyde)enionscuivreux(Cu1+),enprésencedechaleur.Cetestn'estplusutilisédanslespaysdéveloppésmaisilpermettaitdesuivrelaglycosuriechezlesdiabétiques.Lafonctionaldéhydeduglucose(àgauche)vas'oxyderenfonctioncarboxyle.Unefoisoxydé,leglucosevaréduireleCu2+enCu1+.Enfonctiondelacouleurdesréactifs,onvamodifierlaquantitéd'insulineàinjecter(plusc'estrouge,pluslaglycémieesthaute).Quandlacouleurestbleue,oninjecteladosenormaled'insulinepourlepatient,plusc'estrouge,plusilfautaugmenterladose.Dérivésdesosessimples:Ilexistedesdérivésdesosessimplesparmodificationdesfonctionsalcooloucarbonyle:Ø Substitution-OHducarbone2paruneamine-NH2→HexosaminesØ Oxydationdelafonctionaldéhyde(aldohexoses)→AcidesaldoniquesØ Oxydationducarbone6(aldohexoses)→AcidesuroniquesØ PhosphorylationduC1ouC6(glucose/fructose),participeàdesréactionsmétaboliquesØ Sulfatationdesosesdansleshétéropolyosidesαβ

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage21sur84§ Lafonctionaldéhydepeuts'oxyderpourdonnerl'acidegluconique=gluconate.Ellepeutaussisephosphorylerpourdonnerleglucose1phosphate.§ Legroupe-OHliéaucarbone2peutsesubstitueravecNH2pourdonnerlaglucosaminepuisils'acétylepourdonnerleN-acétylglucosamine(quiseretrouvebeaucoupdansl'acidehyaluronique).§ Lecarbone6peuts'oxyderpourdonnerleglucuronateoupeuventsephosphorylerpourdonnerleG6Pquiestunintermédiairetrèsimportantdanslaglycolyseetglycogénèse.Quelquesréactionsd'osessimplessousl'actiond'enzymes:v Acidesgluconique/gluconate:Cetteréactionestsouslecontrôled'enzymes,commeiciavecleglucoseoxydase.Ilyaunéquilibreentrelamoléculedumilieuetcellededroite.Surlamoléculededroiteiln'yapasd'alphaoubetacarpasdecarboneasymétrique(plusd'anomérie).Laflècheestplusépaissedanslesensdelacyclisationcarc'estplusstable.v DérivésphosphorylésduD-glucoseetsuividudiabète:Laphosphorylation,vial'hexokinase,"active»leD-glucosequis'engageainsidanslaglycolyseoudansd'autresprocessusmétaboliques.Rôletrèsimportant:leglucosephosphorylénepeutpaséchapperdelacellulealorsques'ilnel'étaitpasilpourraits'échapperpardiffusionsimple.Auniveaumusculaire,ilyauneconsommation"locale»duglucosephosphoryléissudelaglycogénolysecariln'apasl'enzymeglucose6phosphatasedoncilnepeutregagnerlesangetêtredistribuéailleursdansl'organisme.Maisleglucose-6-phosphataseestprésentdanslefoieetdonclesglucoses6phosphatepeuventsedéphosphoryleretêtredistribuédansl'organisme.Celapermetderégulerlaglycémieetdefairefonctionnerlecerveauetlesglobulesrouges(organesglucodépendants).ð Lefoiepeutdonccontrôlerlaglycémie(tauxduglucosedanslesang)maispaslemuscle!

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage22sur84Cetteréactioncatalyséeparl'hexokinaseestutiliséepourlaquantificationduglucosepourlespatientshospitalisés.C'estimportantpourlediagnosticetlesuividudiabèteetdeshypoglycémies(mortellesparconvulsionsoudysfonctionnementneuropermanent,siladétectionn'estpasrapide).Lesméthodeslespluscourammentutiliséesfontappelàlaformationdesdérivésacidesouphosphorylésduglucose(hexokinaseougluco-oxydase).Lesglycémiessefontsoitparponctionveineuse(pourlediagnosticdudiabète,parexemple)ouparlaglycémiecapillaire(avantc'étaitletestdeBénédict).QuantificationduD-glucoseaulaboratoire:->Mesuredelaglycémieaulaboratoire:hexokinaseQuandtouslesréactifssontenexcès,laconcentrationenNADH(grâceàlaréactiondelaG6PD)estdirectementproportionnelleàcelleduglucose,c'estcommeçaqu'onobtientlaglycémieenmesurantlaconcentrationenNADHformé.1èreréaction:phosphorylationduglucose2èmeréaction:déshydrogénationduglucose-6-phosphate,réductionduNAD->Leprincipespectrophosphométrique:techniqueoptiqueQuandtouslesréactifssontenexcès,à340nm(lumièreincidente)l'absorbanceestdirectementproportionnelleàlaconcentrationenNADHquielle-mêmeestdirectementproportionnelleàcelleduglucose.Plusilyad'absorbanceplusilyadeNADHetdoncdeglucose.QuantificationduD-glucosepardes"lecteursdeglycémie»:techniqueampérométriquePresquetouslesdiabétiquesdetype1(besoind'injectiond'insuline)enutilisent.Glucomètres:Automatespermettantunelecturedelaglycémieàpartird'unegouttedesangcapillaireprélevéeauboutdudoigtgrâceauneréactionredox.Þ Lesdeuxméthodesoptique(spectrophotométrie)etampérométrique(lecteurdeglycémie)fontappelàdesenzymesquivontproduiredesdérivésduglucose.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage23sur84B)Lesdisaccharides: Ilsrésultentdelaliaisondedeuxosessimples(liaisonosidique).Ilyenatroisàconnaitre:Ø lemaltose(originevégétale)=2glucosesØ lesaccharose(sucredecanne/betterave)=1glucose+1fructoseØ lelactose(sucredulait)(sidéficitenlactase(enzymequihydrolyselaliaisonosidique)→intoléranceaulait(diarrhée...))=1galactose+1glucoseRéactiondesynthèsecatalyséepardesenzymes:lesdisaccharidessynthases,laréactionnesefaitpasspontanément(¹mutarotation).Lemaltose:Lecarbone1anomériqued'unrésidudeglucoseselieaucarboneC4d'unautrerésidu(liaisonosidique,Glcα(1→4)Glc).Réactiondecondensationavecformationd'unemoléculed'eau.Conséquence:lepremierrésidudeglucoseperdsapropriétéréductrice(duealaliaisonosidique),maispasledeuxièmerésiduquipeutreformerlegroupementaldéhydeets'oxyder(ilestlibre).→Lemaltoseestdoncunsucreréducteur:lepremierrésidun'estpasréducteurcarengagédanslaliaisonosidiquemaisledeuxièmerésidupourrarepasserenformelinéaire(etreprendrelafonctionaldéhyde)ous'oxyderenacidecarboxylique.Pourlenommeroncommencetoujoursànommerlerésidunonréducteurpuisalpha,puislesnumérosdescarbonesdeliaisonetnommerledeuxièmerésidu.(Glcα(1→4)Glc=maltose)Lesaccharose:Lecarboneanomérique(C1)d'unrésidudeglucoseselieaucarboneanomériqueC2d'unrésidudefructose(liaisonosidique,Glcα(1→2)βFru).Lefructosen'estpasunsucreréducteurcarilnepossèdepasdanssaformelinéaireunaldéhydemaisunecétonetrèsdureàoxyder.Conséquence:lepremierrésidudeglucoseperdsapropriété́réductriceetlecarbonyledurésidudufructoseestaussiengagédanslaliaisonosidique.→Lesaccharosen'estdoncPASunsucreréducteur(onainversélesensdeladeuxièmemoléculeetaucunsucrenepeutsedécycliserpourformerlafonctionaldéhyde).Pourlanomenclature,on14

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage24sur84rajoutebeta,carlefructoseestdeconfigurationbetacontrairementauglucosedeconfigurationalpha.Lelactose:Lecarboneanomérique(C1)d'unrésidudegalactoseselieaucarboneC4d'unrésidudeglucose(liaisonosidique,Galβ(1→4)Glc)Conséquence:lepremierrésidu(Gal)perdsapropriétéréductricemaisledeuxièmerésidu(Glc)conservelafonctionaldéhydequipeuts'oxyder.→Lelactoseestunsucreréducteur C)Lespolysaccharides: Ondistinguedeuxsous-groupes:Ø Homopolysaccharides:répétitiondesmêmesoses(ex:polymèresdeD-glucose:commel'amidonetleglycogène)Lacelluloseetl'amylosesontdeshomopolysaccharidesnonbranchésetlinéaires.Leglycogèneetl'amylopectinesontdeshomopolysaccharidesbranchés.Fonctions:stockageduglucose(amidon,glycogène)ourôlestructurel(cellulosequiformelaparoidescellulesdebactériesoudeplantes).Ø Hétéropolysaccharides:polymèresdeplusieurstypesd'oses(ex:glycosaminoglycanes/GAG)Fonctions:composantsdelamatriceextracellulaire+++(tendon,articulation).Lesnombreuseschargesnégativesdecespolymèresvontattirerlescations(commelesodium)etdoncl'eaudanslamatriceextracellulaire(entrelescellules).Elleseraalorsplusélastiquecommedanslestendonsoulesarticulations.Leschémamontrebienqueleshétéropolysaccharidessontformésd'unitésmonosaccharidiquesdifférentes.Leshomopolysaccharides:Þ Amidon:mélanged'amyloseetamylopectineIlfautbienretenirces3disaccharides:-2réducteurs:lemaltose(Glcα(1-4)Glc)etlelactose(Galβ(1-4)Glc)-1nonréducteur:lesaccharose(Glcα(1-2)βFru)

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage25sur84C'estlaprincipaleformedestockageduglucosechezlesplantes.L'amidonestcomposédedeuxtypesd'homopolymèresdeα-D-glucose:amyloseetamylopectine.Amylose:chaı̂nelinéairedeplusieursmilliersderésidusdeD-glucoseliéspardesliaisonsosidiquesα(1→4)Amylopectine:homopolymèreramifiéparplusieursmilliersderésidus(D-glucose)liés(liaisonsosidiquesα(1→4)),avecbranchementstousles20-30résidus(celadépenddesespècesvégétales)deglucoseded'autreschainessimilaires,pardesliaisonsosidiquesα(1→6)Þ Glycogène:C'estlamêmestructurequel'amylopectinemaiselleestpluscompacteavecdesramificationstousles8-12résidusdeglucosepardesliaisonsosidiquesα(1→6).Onletrouvedanslefoie+++etdanslemuscle(ennoirsurcettecoupedefoie).Sasynthèsecommenceparuneprotéine:laglycogénine,quis'autoglycosyle(sur-OHd'unrésidutyrosyl)générantainsiunemoléculedeglycogèneamorce.Þ Amidonetglycogène:Cesontdesstructurestrèsdynamiques(raccourcissement/allongementconstants).Celadépenddesapportsetdesbesoinsenglucoseetestsouscontrôlehormonal.Ex:encasd'hyperglycémie,l'insulineselibèreetfavoriselasynthèseduglycogène(ramifications+++)maisencasd'hypoglycémie,leglucagonselibèreetdiminuelasynthèsedeglycogène(ramifications--).Leshétéropolysaccharides:Cesontlesglycosaminoglycanesetprotéoglycanes=rôlenonpasénergétiquemaisstructurel.Ø Glycosaminoglycanes(GAG):familled'hétéropolysaccharideslinéairesformésparlarépétitionplusoumoinslonguedesunitésdisaccharides.Ilssontgénéralementliésdemanièrecovalenteàdesprotéinespourformerdesprotéoglycanes.Ø Protéoglycanes=GAG+protéine.Lapartie"glycane»(GAG)domineenvolumeetenimportancebiologique(fonctiondesoutienmécanique+++)parrapportàlapartieprotéique.IlssonttrèsabondantdanslaM.E.C.Lapartieprotéiqueaplutôtunrôleinformatif.ExempledeGAG:Hyaluronate:unGAGquines'associepasauxprotéinesdemanièrecovalente.(¹desautresGAGquipeuvents'associerauxprotéinesetformésdesprotéoglycanes).

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage26sur84Lehyaluronatepeutexister"pur»(humeurvitréedanslachambrepostérieuredel'oeil,liquidesynovial)oucommecomposantdelaM.E.C(ex:M.E.Cdecartilagesettendons).PourlesautresGAG:Lesunitésdisaccharidiquessontsouventsulfatées,cequiaugmenteleschargesnégatives,doncl'interactionavecdescations(Na+)etdonclarétentiond'eau(cartilageettendons).Ilssontassociésdemanièrecovalenteàd esprotéines(protéoglycanes)etsontpluscourtsquel'hyaluronate.Ex:chondroïtinesulfateetkératanesulfate

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage27sur84Cours 3 : Les lipides SOMMAIRE § Définition§ LeslipidesderéserveénergétiqueØ Lesacidesgras(AG)Ø Lestriglycérides§ LeslipidescomposantlesmembranesbiologiquesØ Lesphospholipides- Lesglycérophospholipides(GPL)- Lessphingolipides(typesphingomyéline)Ø Lesglycolipides- Lesglycosphingolipides(neutresetacides)§ Lipidomique I - Définition : Ondistingue:Ø leslipidessimples,composésdeC,H,OØ leslipidescomplexes,composésdeC,H,O+S,N,PIlyexistetroisgrandsgroupesdelipidessuivantleurfonctionprincipale:Ø leslipidesderéserveénergétique(surtoutdeslipidessimples)Ø leslipidescomposantsdesmembranesbiologiques(surtoutdeslipidescomplexes:lesouffre,l'azoteetlephosphoredonnentlapolaritéauxlipidespourformerlamembranebiologique)Ø leslipides avecunefonctiondanslasignalisa tioncellulaire(surtoutdeslipid escomplexes)II - Les lipides de réserve énergétique : A)Lesacidesgras(AG):OnappellelesAGlesgraissesetleshuiles.Cesontlesprincipalesformesdestockaged'énergie.LesAGsontcomposés:Ø d'unechaineplusoumoinslonguedegroupementméthylène(-CH2-),de2à34unités->apolaireØ d'ungroupementméthyle(-CH3)Ø d'unetêtepolairecarboxyle(-COOH)àl'autreextrémité.C'estungroupedemoléculesorganiquestrèsdiversesayantencommunleurinsolubilitédansl'eauetleursolubilitédanslessolvantsorganiques(chloroforme,benzène,hexane,éther...).

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage28sur84LesAGsont soitlinéaires(lamajorité ),soitbranchés.Il spossèdent ounondesinsaturations(=liaisondouble),ondistinguealors:® lesAGsaturés(sansinsaturation)qu'onclassesuivantlalongueurdeleurchaine:-AGàchainecourte->4-6carbones-AGàchainemoyenne->8-12carbones-AGàlonguechaine->14-20carbones-AGàtrèslonguechaine->plusde22carbones(22compris)® lesAGinsaturés(ounonsaturés)avec:-lesMUFA(MonoUnsaturatedFattyAcids)->AGmono-insaturé-lesPUFA(PolyUnsaturatedFattyAcids)->AGpoly-insaturéIlyexistetroisnomenclaturesdifférentesdesAG:Ø lanomenclaturesimplifiéeØ ladénominationsystématiqueØ ladénominationusuelleLesacidesgrassaturés:NomenclaturesimplifiéeDénominationsystématiqueDénominationusuelleOnécrit"C»suividelalongueurdelachaine,puis":»suivide"0»(cariln'yapasd'insaturation).Onécrit"acide»puis"alcanedelachainedemêmelongueur»suivide"-oïque».Commesonnoml'indique,vientd'unedénominationrépandueparl'usage(historique)maisquin'estpasinformativesurlastructuredel'AG.ExempleC16:0(="C16»signifiequelachainecarbonéecomporte16carboneset"0»veutdirequ'iln'yapasd'insaturation)AcidehexadécanoïqueAcidepalmitique(dulatin"palma»oupalmeàhuile)4AGsaturéssontàconnaitreavecleursdifférentesnomenclatures,cesontlesplusfréquents:NomenclaturesimplifiéeDénominationsystématiqueDénominationusuelleSourceC4:0AcidebutanoïqueAcidebutyriqueBeurreC16:0AcidehexadécanoïqueAcidepalmitiqueUbiquitaireC18:0AcideoctadécanoïqueAcidestéariqueUbiquitaireC20:0AcideeicosanoïqueAcidearachidiqueArachideLesacidesgrasinsaturés(=nonsaturés):CesAGsontcomposésd'uneouplusieursdoublesliaisons(=insaturation(s)).Ladoubleliaisondansunechainelinéairedonnelieuàdeuxstéréoisomèresnomméscis(=Z)ettrans(=E).PourdifférencierlesAG"cis»des"trans»,onrajouteunexposant"t»lorsd'uneconfiguration"trans».

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage29sur84Configuration"cis»"trans»Lesdeuxgroupementsméthylesontdumêmecôtédelachainelatérale.Lesdeuxgroup ementsmé thylenesontpasdumêmecôtédelachainelatérale.ExemplesacideoléïqueouC18:1(Δ9)acideélaïdiqueouC18:1(Δ9t)Lesconfigur ations"cis»pr édominentlargementdanslanatur ealorsquelesAG"trans»so ntgénéralementindustriels.v Nomenclaturesimplifiée1. Onécrit"C»suividelalongueurdelachaine,puis":»suividunombred'insaturations.2. Onajoutelapositionde(s)double(s)liaison(s)àpartirducarbonecarboxylique,enexposantetprécédée(s)dedelta(Δ),letoutentreparenthèses.3. Onajouteun"t»aprèslenombreindiquantlesdoublesliaisons"trans»(pour"cis»onnemetrien).EXEMPLES:C18:1(Δ9)AGde 18carbo nesavec unedoubleliaison"cis»ent relescarbonesC-9etC-10C20:2(Δ9,12)AGde20carbonesavecdeuxdoublesliaisons"cis»entrelescarbonesC-9etC-10etentrelescarbonesC-12etC-13C18:1(Δ9t)AGde 18carbo nesavec unedoubleliaisondeconf iguration"trans»entrelescarbonesC-9etC-10v DénominationsystématiqueOnécrit"acide»puislaconfigurationdela(des)double(s)liaison(s)puis"-»,puisleurposition,puis"-»,puis"alcènedelachainedemêmelongueur»suivide"oïque».Ex:- C18:1(Δ9)estl'acidecis-9-octadécènoïque- C18:1(Δ9t)estl'acidetrans-9-octadécènoïque- C20:4 (Δ5,8,11,14)es tl'acide toute-cis-eicosatétraénoïque(onécrit" toute»po uréviterlarépétitiondeplusdetrois"cis»ou"trans»)

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage30sur84v DénominationusuelleCommepourles AGsaturés, c'estunedé nomination répandueparl'usagemaisqu in'estpasinformativedelastructuredel'AG.Ex:l'acidecis-9-hexadécènoïqueouC16:1(Δ9)estconnucommel'"acidepalmitoléique»dansladénominationcommune.v LadénominationωIlexisteuneautredénominationpourlesAGinsaturésquin'utiliseplusΔmaisω.Onnecomptepluslapositiondesinsaturationsàpartirdugroupecarboxylemaisàpartirdugroupementméthyleàl'autreextrémitédelachaine.C'estuneclassificationplusfonctionnellecarellepermetd'établirun"liendeparenté»entrelesPUFA(deplusde16carbones).v LesPUFALapolyinsaturationdesAGestbaséeessentiellementsur5faits:1) chezlesmammifères,lasynthèsedesPUFAdeplusde16carbonessefaitobligatoirementàpartirduC18:2 (Δ9,12)ouduC18:3 (Δ9,12,15)contenusdansleshuiles végétalesde l'alimentation(AGindispensables,notreorganismenepeutlessynthétiser)2) lesPUFAobtenusàpartirduC18:2(Δ9,12)etceuxobtenusàpartirC18:3(Δ9,12,15)nesontpasinterconvertibles(lasynthétisationdel'acidearachidoniquenepeutsefairequeparélongationdel'acidelinoléique).AinsiunPUFAω3nepourrajamaisavoircommeprécurseurunPUFAω6etinversement.3) l'élongationdesPUFAsefaitparleurextrémitécarboxyleterminale4) lesdésaturasesnepeuventpasajouterdesinsaturationsauniveaudel'extrémitéméthyled'unPUFA5) lesinsaturationssonttoujoursséparéesparungroupeméthylèneLesdésaturasescréentdesdoublesliaisons(insaturations),lesélongasesajoutentdesgroupementsacétate(=2carbones)pourallongerlachaineàpartirdel'extrémitécarboxyle.Ex:§ QuelquesPUFAdelasérieω6Lepassagedudeltaàl'omégapermetdemettreenévidenceleliendeparentéentrecesAG."n-»et"ω»sont"synonymes»,ilsdésignentlefaitdecompteràpartirdel'extrémitéméthyle.OnsaitquelesdoublesliaisonssontséparéespardesgroupesméthylènesdoncdansC18:2ω6,ilyaunedoubleliaisonentrele6eetle7ecarboneavantlafindelachainepuisonlaissepasserungroupementméthylèneetonplaceladeuxièmedoubleliaisonentrele9eetle10ecarboneavantlafindelachaine...

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage31sur84Laclassificationωestdoncplussimpleettotalementspécifique.§ QuelquesPUFAdelasérieω3Erreurschéma:pourC20:4(Δ8,11,14,17)cen'estpas"n-6»mais"n-3»et"ω3»!L'élongaseajoutedescarbonesàpartirdugroupementcarboxyle,doncriennechangeàl'autreextrémitéetomégarestetoujourspareil!ARETENIR:NomenclaturesimplifiéeSérie(n-x)ωDénominationusuelleSourceC18:2(Δ9,12)6AcidelinoléiqueNoixdepécan,graines(ethuile)detournesolC18:3(Δ9,12,15)3Acideα-linoléniqueHuilesvégétales(soja,lin,colza)v LesAG"naturels»:Onlestrouvedanslesgraissesetleshuiles,etsont:Ø ànombrepaird'atomesdecarbone(carsynthèsedesAGàpartird'acétate(à2C))Ø àchainelinéaireØ d'unelongueurentre12et24carbones(quelquesexceptions)Ø configuration"cis»desdoublesliaisonsØ simono-insaturé:ladoubleliaisonsetrouvegénéralemententreC-9etC-10(Δ9)Ø sipoly-insaturé:Δ9,12ouΔ9,12,15(exceptionnotablepourl'acidearachidonique:5,8,11,14)Ø lesinsaturationsnesontpresquejamaisenalternancemaisaprèsdeuxcarbones(groupeméthylèneentredeuxinsaturations)PropriétésphysiquesdesAG:v Solubilitédansl'eauElledépenddedeuxparamètres:lalongueurdelachaineetledegréd'insaturation.Pluslachainehydrocarbonéeestlongueetmoinsilyadesinsaturations,pluslasolubilitédansl'eauestfaible.L'influencedugroupefonctionnelpolaire-COOH(chargéàpHphysiologique)estplusfortedanslesAGàchainecourte.Maispluslachaineseralonguemoinscettepolaritéaurad'importance,etmoinsl'AGserasolubledansl'eau.ex:C4:0estsolubledansl'eaumaislesAGsontcomplètementinsolublesàpartirdeC10:0.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage32sur84v Pointdefusion:C'estlatempératureàpartirdelaquelleonpassedel'étatsolideàl'étatliquide.Enfonctiondeleurétat(solideouliquide)àtempératureambiante(25°C),ondéfinitlesgraisses(étatsolide)ouleshuiles(étatliquide).Lepointdefusiondépenddesmêmesparamètres:lalongueurdelachaineetledegréd'insaturation.Lepointdefusionestproportionnelàlalongueurdelachaineetinversementproportionnelaudegréd'insaturation.Ex:àtempératureambiante,touslesAGsaturésentre12et24carbonessontdesgraissesmaislesAGdemêmelongueurdechaineavecdesinsaturations(monooupolyinsaturés)sontdeshuiles.è Plusilyad'insaturations,pluslepointdefusionestbas->onobtientdeshuiles.Explicationdupointdefusion:® Enl'absenced'insaturations,la configu rationlaplu sstable delachainees tsousformedépliée.Cedépliementfavoriselerapprochementdeschainesd'AGentreellespardesliaisonsdeVanderWaals.Celaformeunestructurecompacte,lepointdefusionestdoncrelativementélevé.® Alorsquequandilyadesinsaturations,ilyaformationdecoudessurleschainesd'AG,donclesAGnepeuventpasselierentreeux.L'étatdésorganiséentraineunpointdefusionplusbas.PropriétéschimiquesdesAG:v Oxydationdesdoublesliaisons:Ellepeutsefairededeuxfaçons:- nonenzymatique(grâceàl'oxygènedel'air),provoquantunrancissementdesgraisses,c'est-à-direlaformationdecomposésàchainescourtes,volatilesetresponsablesdel'odeurdesgraissesrances.- enzymatique,av eclaformatio ndesprostaglandinesàpar tirdel'acidearach idonique(C20:4),(cf.coursmoléculessignal)L'oxydationenzymatiqueestcontrolée,alorsquel'oxydationnonenzymatiqueestuneréactionnoncontrolée.v Formationselssodium/potassium:Cesontdessavonsàpropriétésmoussantes,mouillantesetémulsionnantes.Dansl'eau,lessavons(cesontdessels)vontsedissocierenionsNa+etR-COO-,formantainsiunemoléculeamphiphilecapablededissoudrelesgraisses.IlyaainsiformationdemicellesquiemprisonnentlatachedegrasdansleurcoeurhydrophobecomposédeschainesaliphatiquesdesAG,etquisonten contactavecle milieuhydrophileextérieurgraceauxtêtespolairescarboxyles.Quandonalesmainsgrasses,passerjustedel'eaudessusnesertrien, maismettredusavon permetd'empr isonnerlagraissedanslesmicellesetdelesévacuer.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage33sur84v Formationd'esteretdethioester:Onpeutformerdesesteravecleglycéroletlecholestérol,etdesthioesteraveclecoenzymeA.(nontraitéici,seravuavecMrLarcher)QuantificationdesAG(=dosage):® IlesttrèsdifficilededoserlesAGindividuels,carilestdélicatdedifférencierspécifiquementdeuxAGquine sontdiffér entsquepa rquelqu escarbone sen plusou enmoins.On peutnéanmoinsutiliserlaspectrophotométriedemass ecoupléeàuneméthodeséparative(chromatographieenphasegazeuseouliquide).Nontraitéici,cartrèscomplexe.® Autrement,onpeutfairelasommedesAGnon-estérifiésou"libres»(dansleplasmaparexemple).Maiscommeilssonttrèsapolaires,ilsnepeuventêtretransportéstoutseulsetsontdoncliésàl'albuminepourletransportdanslesang.LesvariationsdecesAG"libres»vonts'effectuerlorsde:- l'exercicephysique(consommationmusculaire)- lejeûne (productiona dipocytairedesAGquivontsegreffe rsurl'albumine,doncaugmentationdesAG"libres»)- lefroid- letabac- lesmaladieshépatiquesetendocriniennes(ex:diabètes)QuantificationdesAG"libres»(AGL)aulaboratoire:Ilnefautpasapprendrecettequantificationparcoeur,maisilfautconnaitreleprincipe!!Onaunéchantillondesangd'unpatientcontenantdenombreuxAG"libres»,onleplacedanslacuved'unspect rophotomètrea vecdenombreuxréactifsen excès(ACS,ACOD,POD,ATP,4-AA,MEHA).Laperoxydase(POD),enprésenced'eauoxygénée(H2O2)synthétiséegrâceauxautresréactifsetauxAG,varegrouperla4-aminoantioyrine(4-AA)etlaMEHA,cequivaentrainerunecolorationpourprequiseramesurableparlespectrophotomètre.Onmesurel'absorbanc e(maximalà550nm)del'éc hantil lonquisera directementproportionnelleàlaconcentrationdesAG"libres».ManipulationdesAGparlacellule:Commentlacelluleetl'organisme"manipulent»lesAG?LesAGsontapolairesalorsquelecytoplasmeetleplasmasanguinsontdesmatricesaqueuses.Ilfautdonclestransporterdansdes"structures»spéciales:leslipoprotéines,(cf.courssuivant)etlesstockerdansdescellulesspécialisées:lesadipocytes,sousuneforme"efficiente»complètementapolaire:lestriglycérides.B)LestriglycéridesC'estunrésiduglycérolauquelsontattachés3résidusAGpardesliaisonsester.Leglycérolestcomposéd'uncarboneditpro-chiral(etnonasymétrique),liéàungroupementOH,deuxgroupementsCH2OHetunatomeH.Onparledepro-chiralité,carilsuffitdebrancherdeux"choses»différentesauboutdesgroupementsCH2OHpourquelamoléculedeviennechirale.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage34sur84Laformationd'unemoléculedetriglycérides,parlesgroupe mentsester,entrainelalibérationdetroismoléculesd'eau.GénéralementlestroisAGquisebranchentauglycérolsontdifférents,onparledetriglycérideshétérogènes(enopposi tionsauxtriglycérideshomogènesqu isontconstitu ésdetroisAGidentiques).LestriglycéridessontencoreplusapolairesquelesAG"libres»carlafonctioncarboxyledesAGetlesfonctionsalcoolduglycérolsontengagéesdansdesliaisonsester.CettehydrophobieesttrèsimportantepourleurfonctiondestockagedesAG.Ä Ex:pourlestockaged'1gdepolysaccharide,ilfaut2gd'eau,donccen'estpasuneformeefficientedestockerdel'énegie.AlorsquelestockagedesAGnerequiertpasd'eausousformetriglycéride,doncc'estunstockagepur,trèsconcentré.Lestriglycéridespeuvents'hydrolyseretlibérerdesAGetduglycérol(oudesmonoglycérides),via:- deslipasespancréatique spourlestr iglycérides del'alimentation,pourqu'onpuisselesabsorber- deslipaseshormono-sensiblesdansletissuadipeux,quifaceàdessignauxhormonaux(ex:adrénalineoucortisol)vontlibérerdesAGpournourrirlemuscleoulefoie- è LestriglycéridespermettentdoncdefournirdesAG(sourced'énergie)etjouentunrôledansl'isolementthermique.Lesadipocytescontiennentpresqueexclusivementdestriglycérides.Letransportdestriglycéridesdanslesangetleurquantificationsontabordésdansleprochaincourssurlecholestéroletleslipoprotéines.III - Les lipides composant les membranes biologiques : Ceslipides nesontplusapolaire smaisamphiphiles(=amph ipathiques),avecunepartiepolaireetunepartieapolaire.Dansunebicouchelipidique,onretrouveunetêtepolairequifaitfaceaumilieuaqueuxetunepartiehydrophobequipermetdemainteniretd'imperméabiliserlamembrane.Ilfautdoncbeaucoupdeforcepourpouvoirdissociercettestructure.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage35sur84Dansleslipidesmembranaires,onretrouve:A)Lesphospholipides:Lesglycérophospholipides(=GPL):Cesont desdérivésde l'acidephosphatidiqu e(PA).C'estune moléculedeglycérolsurlequele stbranché2 AGpardesliaisonsest eretungrou pementphosphate.Ilssontconstituésdedeuxparties:- unepartiehydrophobe:2acylesetunrésiduglycérol- unepartiehydrophile:têtepolaire(phosphate+unrésidupolaire)Lesrésidus polairessontdesalcoolscommelacholine, l'éthano lamine,lasérine,l'ino sitoletleglycérol.Onparleraalors dephosphat idylcholine,phosphat idyléthanolamine ,phosphati dylsérine,phosphatidylinositoletphosphatidylglycérol.Lali aisonentrelegroupe fonctionnelphosphatee tlafonct ionalcooldel'autre résidupolaire(choline,éthalonamine,sérine,inositolouglycérol),sefaitparuneréactiond'estérification.Généralement,ledeuxièmeAGliésurleglycérolestinsaturé.CesGPLpeuventêtrehydrolyséspardesenzymes:desphospholipases.Ilexiste4phospholipasesspécifiques:A1,A2,CetD.LaA1hydrolyselaliaisonesterentrelepremierAGetuncarboneduglycérol.LaA2hydrolyselaliaisonesterentrelesecondAGetlecarbonecentralduglycérol.LaChydrolyselaliaisonentreletêtepolaireetlediglycéride.LaDhydrolyselaliaisonentrel'acidephosphatidiqueetl'alcool.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage36sur84FonctionsdesGPL:-composantsmajeursdesmembranesbiologiques-médiateursdelasignalisationcellulaire(cf.courssignalisation).Lessphingolipides(typesphingomyéline):Cesontdesdérivésducéramide,lui-mêmeconstituéd'unesphingosineN-acylée(enrose).L'AG(enjaune)estliéàlasphingosineparlegroupementaminedecelle-ci.Onparledecéramidequandcettestructureestseulementliéàunatomed'hydrogène.Lecéramideàunrôle:-structurel:c'estleconstituantprincipald'unedescouchesdel'épiderme,-designalisationcellulaire:intervientdanslaprolifération,ladifférenciationcellulaireetlamortcellulaireprogrammée(apoptose).Quandonrajouteàcecéramide,unephosphocholineouunephosphoéthanolamine,ilyaformationdesphingomyéline.è Sphingosine+AG+phosphocholine/phosphoéthanolamine=sphingomyélineC'estunsphingoli pidedesm embranesplasmiques,spécialement danslagainedemyélin equientoureetisole(élect riquemen t)lesaxonesdes neurones.LasphingomyélineestdonctrèsimportantedansleSNCetleSNP.B)Lesglycolipides:Lessphingolipides:Ø LesglycosphingolipidesIlsnecontiennentpasdephosphate,doncilsnesontpaspolairesetnesontpaschargésàpH=7.Onparleradeglycolipidesneutres.Onvatrouverdanscegroupe:- lescérébrosides,oùunseulsucreestliéaurésiducéramide(commeleD-galactosedanslestissusnerveuxouleD-glucosedanslesautrestissus)- lesglobosides,oùaumoinsdeuxsucressontliésaurésiducéramide(commeleD-glucose,leD-galactoseouleN-acétyl-D-galactosamine)Ilsontdesfonctionsmultiples:antigènes,médiateursdel'adhésioncellulaire,secondsmessagers...

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage37sur84Ø LesgangliosidesCesont lessphingolipideslespluscomplexes.On retrouve unetêtepolairereliéea urésiducéramide,quiestcomposéed'u noligosaccharideetun(ouplusieurs )résidus d'acideN-acétylneuraminiqueouacidesialique.IlssontchargésnégativementàpHphysiologique.ex:gangliosideGM1Fonctionsdesgangliosides:ilsinterviennentdanslacommunicationetlareconnaissanceinter-cellulairegrâceauxmotifsoligosaccharidesliésaurésiducéramide.Enpat hologie,lesgangliosidessontdégradésdanslelysosome. Plusieursmaladi esassezrarescommelesgangliosidoses,sontduesàl'accu mulati onlysosomaledegangliosides(mutationdegènescodantspourlesenzymesdégradantlesgangliosides).Ex:maladiedeTay-SachetmaladiedeGaucher.Lesgalactolipides(=sulfolipides):Onlesretrouvechezlesplantes,donconnelesverrapas.Lecholestérolseraabordédansunautrecours.IV - Lipidomique : A)Définition:C'estl'étude(identificationetquantificationsouventrelative)del'ensembledeslipides(oulipidome)contenusdansunéchantillonbiologiqueainsiquedelaréponsedulipidomeauxdifférentsfacteursenvironnementauxougénétiques(ex:maladie,régimealimentaire...).ž C'estuntravai lénormede mandantdesmultiplescomp étences:ch imie,biochimie,biolog iecellulaire,bio-informatique,statistiques...ž Onestimeà200000lenombred'espèceslipidiques!ž Aujourd'huiaucuneméthodeanalytiquen'estcapablededétecteretquantifiertousleslipidesdesmatricesbiologiquescomplexes(plasma,différentstissus:coeur,foie,cerveau...).B)Objectifs,méthodesd'analyse:Ilya2objectifsfondamentauxdanslalipidomique:- découvrirdesbiomarqueurslipidiques(moléculeslipidiquesquivont parexemplepouvoirdifférencierunsujetmaladeetunsujetsain)- comprendrelesmodificationsdulipidomeassociéesauxdifférentesmaladies(cancer,diabètes,Alzheimer...),etinfineproposerdesmédicamentsIlya2méthodesanalytiquesfondamentales:- spectrophotométriedemasse(MS)® Avantage:méthodetrèssensibledoncpeudeconcentrationnécessaire® Inconvénient:méthodetrèschèreetéchantillonunique- résonancemagnétiquenucléaire(RMN)® avantage:rapide® inconvénient:pe usensibled oncgrandeconcentration nécessaireeté chantillonrécupérable

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage38sur84C)Organisationdel'analyse:1) Laquestionbiologiqueestdéfinie.Ex:"lelipidomeplasmatiqueest-ilmodifiédanslamaladied'Alzheimer?»2) Onrécupèredeséchantillonsdesangdestémoins(personnessanslamaladied'Alzheimer)etdescas(patientsaveclamaladied'Alzheimer).Onpeutdireparexemplequ'onétudie10000personnes,enfaisantunecohort eprospectiv edansletemps,et onregardesurles dixanné essuivantes,ceuxdéveloppent lamaladieetc euxquineladéveloppentpas.On pourraal orséventuellementtrouverdesbiomarqueursprédictifsdelamaladied'Alzheimer.3) Onextraitleslipidesprésentsdansleséchanti llonsdeplas ma(parexemple avecduchloroforme,carlipidesolubledanslessolvantsorganiques).4) OnanalysecesextraitsdansleMSoulaRMN.5) Lesprofils obtenussontanalyséspar desméthodesbio-informatiquesquipermet tentd'identifieretdefaireunequantification(relative)desdifférentslipidescontenusdansceséchantillons.6) Lesconcent rations(relatives)deslipidesentreles patientsAlzheimeretlestémoi nssontcomparées(pardesméthod esstatistique smultivariées):le slipidesdisc riminantssontdespotentielsbiomarqueursdel amaladied'Alzheimeretpeuvent aussi aideràav ancersurlaphysiopathologiedecettemaladie.L'étudeprésentéees tuneétudechinoisecompar ative.Ilsontétudiéleplasmadespatientsatteintsdelamaladied'Alzheimer,etceluides"cassains».Ilsonttrouvéunesignaturelipidomiquedanslepla madesma lades.Leschémamontre desordonnées négativesquiindiquentunebaissedelipides(sphingomyéline)parrapportauxpatient ssainset desordonnéespositive squiindiquentunehaussedel ipides(céramid e)parrapportauxpatientssains.Ilsontensuiteproposéunehypothèsebiologiquepermettantd'expliquercertainesanomaliesdelamaladied'Alzheimer.Ilyapeut-êtreunproblèmedanslasphingomyélinase(enzymequidégradelessphingomyélines),quiestmutée,entrainantunehaussedelaconcentrationdecéramidesetunebaissedelaconcentr ationdes phingomyél ines,quiinduitunedestructiondes"lipidrafts»(a univeaudelamembraneplasmatique,régionavecunecertainecompositionlipidique,quiontunroletrèsimportantdanslasignalisationcellulaire),etdoncunedéfiencedansletransporteurduglucoseGlut4(présentsurlesmembranes).Celaexpliqueraitquel'onretrouvechezlesmaladesAlzheimerunehyperglycémie(leglucosenepeutplusrentrerdanslescellules).Enthérapeuthique,onpourraitdonnerdesinhib iteursde lasphingomyélinase,pourrétabli rl'équ ilibreent recéramideetsphingomyéline.

Année2019-2020©ASSOCIATIONANGEVINEDUTUTORATPLURIPASSPage39sur84Cours 4 : Le cholestérol et les lipoprotéines SOMMAIRE § LecholestérolØ EtapesdeformationducholestérolØ PropriétésphysicochimiquesetbiologiquesØ OrigineducholestérolØ Métabolismeducholestérol-Lasynthèseendogène-Lesestersdecholestérol-Lesselsbiliaires-LeshormonesstéroïdesØ Eliminationducholestérol§ Leslipoprotéines(LP)Ø Structureglobaled'uneLPØ LesdifférentesfamillesØ LesfonctionsdesLPØ LemétabolismedesLP-Voieexogène-Voieendogène-Voieretourducholestérol-Risquecardio-vasculaireØ Lebilanlipidique I - Le cholestérol : C'estleplusquotesdbs_dbs29.pdfusesText_35