Introduction

- Classification des glucides

Les composés ressemblés sous les nom glucides ont d'abord été appelés hydrates de carbone en raison de leur appartenance à famille des C_X(H₂O)_Y. Les glucides plus simples sont également appelés sucres ou saccharides et le nom de la plupart des glucides se termine en -ose.

Les glucides les plus simples, soit ceux qui ne peuvent être hydrolysée pour donner des sucres encore plus simples, sont dénommés monosaccharides. Sur le plan moléculaire, les glucides dont l'hydrolyse ne produit que deux molécules de monosaccharide sont appelés disaccharides; les trisaccharides en comportent trois, et ainsi de suit. Les glucides dont l'hydrolyse donne 2 à 10 molécules de monosaccharide sont parfois appelés oligosaccharides. Enfin, les glucides qui donnent plus de 10 molécules de monosaccharide portent le nom de polysaccharides.

- Photosynthèse et métabolisme des glucides

Les glucides sont synthétisés dans les plantes vertes grâce à la photosynthèse, qui fait appel à l'énergie solaire pour réduire ou "fixer", le dioxyde de carbonne.

Les glucides constituent un importent réservoir chimique d'énergie solaire. Leur énergie est libérée lorsqu'ils sont métabolisés sous forme de dioxyde de carbone et d'eau par les animaux et les plantes.

La synthèse de l'adénosine triphosphate (ATP) à partire de l'adénosine diphosphate (ADP) et d'un ion hydrogénophosphate. Cette réaction se produit chez tout las organismes vivants. L'adénosine triphosphate est la principeles réservoir de l'énergie chimiques libérée lors des oxydations biologiques.

Lorsque l'énergie de l'ATP est utilisée, il se produit une réaction couplée au cours de laquelle l'ATP est hydrolysée:

ou une nouvelle liaison anhydride est créée:

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Monosaccharides

- Classification des monosaccharides

Les monosaccharides sont classés en fonction du nombre d'atomes de carbone dans la molécule et de la présence d'un groupe aldéhyde ou cétone. Ainsi, un monosaccharide contenant trois atomes de carbone est une triose; quatre atomes de carbone donnent un tétrose, cinq atomes de carbone un pentose, et six atomes des de carbone un hexose.

- Formation des glycosides

    Les acétals des glucides portent généralement le nom de glycosides, alors qu'un acétal de glucose est dénommé glucoside. Les acétals de mannose sont des mannosides, les acétals de fructose sont des fructosides, etc.

    Le mécanisme de formation des méthyle glycosides (en utilisent arbitrairement le b-D-glucopyranose) est le suivent:

Mécanisme:

- Hydrolyse d'un glycoside

    Les glycosides sont stables en milieu alcalin parce que ce sont des acétals. En solution acide, toutefois, ils sont hydrolysés en un glucide et un alcool. l'alcool obtenu par hydrolyse d'un glycoside est un aglycon.

    Ainsi, lorsqu'une solution aqueuse de méthyle b-D-glucopyranoside est acidifiée, le glycoside est hydrolysé en un mélange des deux formes pyranose du D-glucose(en équilibre avec une faible quantité de la forme linéaire) et en méthanol.

Mécanisme:

- Formation d'éthers

Cette réaction se résume simplement à une synthèse de Williamson multiple. Les groupes hydroxyle des monosaccharides sont plus acides que ceux des alcools ordinaires parce que les monosaccharides contiennent un trés grand nombre d'atomes d'oxygène électronégatifs, qui exercent tous des effets inductifs électroattracteurs sur les groupes hydroxyle avoisinants.

- Hydrolyse d'un d'éthers

- Conversion en esters

    Le traitement d'un monosaccharide par l'anhydride acétique en excès et une bas faible ( comme la pyridine ou l'acétate de sodium) amène tous les groupes hydroxyle, y compris l'hydroxyle anomérique, à se convertir en esters. Si se produit à basse température (à 0 °C, par exemple), la réaction est stéréospécifiques; l'anomère a donne l'a-acétate, et l'anomère b le b-acétate.

- Conversion en acétals cycliques

    Les aldéhydes et les cétones réagissent avec des 1,2-diols linéaires pour produire des acétals cycliques.

    Lorsque le 1,2-diol est lié à un cycle, comme dans un monosaccharide, les acétals cycliques ne se forment que si les groupes hydroxyle voisins sont cis l'un par rapport à l'autre. Ainsi, l'a-D-galactopyranose réagi avec l'acétone comme suit:

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Disaccharides

- Sucrose

Le sucre blanc est un disaccharide dénommé sucrose.

1. La formule moléculaire du sucrose est C₁₂H₂₂O₁₁.

2. Catalysée par un acide, l'hydrolyse de 1 mole de sucrose donne 1 mole de D-dlucose et 1 mole D-fructose.

3. La stéréochimie des liaisons glycosidiques peut être déduite à partire d' expérience effectuées à l'aid d'enzymes. Le sucrose est hydrolysé par une a-glucosidase tirée d'une levure, mais non par b-glucosidases. Cette hydrolyse indique que la portion qlucoside est dans une configuration a. La sucrose peut également être hydrolysé par la sucrase, une enzyme capable d'hydrolyser les b-fructofuranosides mais non les a-fructofuranosides, ce qui indique que la portion fructoside est dans une configuration b.

- Maltose

L'hydrolyse de l'amidon par l'enzyme dénommée diastase produit un disaccharide connu sous le nom de maltose.

1. Lorsque 1 mole de maltose est soumise a une hydrolyse catalysée par un acide, elle donne 2 moles de D- (+) glucose.

2. contrairement le sucrose, le maltose est un glucide réducteur qui donne des résultats positifs aux tests de Fahling, de Benedict et de Tollens. Il réagit également avec la phénylhydrazine pour former une monophénylosazone.

          ou   

3.Maltose se présent sous deux forme anomères: a-(+)-maltose, [a]_D²⁵= +168° et b-(+)-maltose, [a]_D²⁵= +112°.  Les anomères  du maltose subissent une mutarotation pour donner un mélange à l'équilibre, le [a]_D²⁵= +136°.

- Cellobiose

L'hydrolyse partielle de la cellulose donne le disaccharide nommé cellobiose (C₁₂H₂₂O₁₁). Le cellobiose ressemble au maltose en tous points sauf un: la configuration de la sa liaison glycosidique.

   ou

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Polysaccharides

- Amidon

L'amidon se présente sous forme de granules microscopiques dans les racines, les tubercules et les graines des plantes. Le chauffage d'amidon dans l'eau provoque le gonflement des granules et fait apparaître une suspension colloïdale dont on peut isoler les deux composants essentiels: l'amylose et l'amylopectine. la plupart des amidons donnent de 10% à 20% d'amylose et de 80% à 90% d'amylopectine.

- Glycogène

La structure du glycogène ressemble énormément à celle de l'amylopectine, sauf que les chaînes y sont beaucoup plus ramifiées.

- Cellulose

La structure de la cellulose nous donne un autre exemple de polysaccharides dont la nature a organisé las sous-unités de glucose de façon à lui permettre de emplir optimalement ses fonctions. La cellulose contient des unités de D-glucopyranoside réunis par des liaisons (1-->4) dans de longues chaînes non ramifiées.

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Glucides contenant de l'azote

- Glycosylamines

Un glycosylamine est un glucide dont le -OH anomère a été remplacé par un groupe amine. La b-D- glucopyranosylamine et l'adénosine en constituent des exemples.

- Glucides aminés

Un monosaccharides aminé se caractérise par la présence d'un groupe amine en remplacement d'un groupe -OH autre que celui qui est anomère, comme dans la D-glucosamine. Dans bien des cas tel celui de la N-acétyl-D-glucosamine, le groupe amine est acétylé. L'acide Nacetylmuramique est un importent élément constitutif de la paroi cellulaire des bactéries.

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Last updated: septembre 03, 2004.