| Introduction à la biochimie |
Les sucres
Les sucres sont des molécules organiques renfermant des fonctions alcool, aldéhyde ou cétone. On les appelle encore quelquefois des hydrates de carbone car leur formule peut généralement s'écrire sous la forme Cn(H2O)m.
On distingue dans les sucres les sucres simples ou oses, les sucres non hydrolysables, des osides, des sucres dont l'hydrolyse fournit des sucres simples.
Le sucre ordinaire, de consommation courante ou saccharose est un diholoside (ou disaccharide).
Les sucres courants de faible masse moléculaire sont le glucose, le fructose, le saccharose, le lactose, le maltose et ceux de masse moléculaire élevée, les polymères glucidiques appelés polysaccharides ou encore polyholosides, sont l'amidon, le glycogène ou la cellulose.
C'est la représentation de Fischer qui permet de déterminer les différentes formes D et L des sucres.
De plus les sucres tiennent une place très importante en biologie, et particulièrement dans le système de reconnaissance cellulaire [1].
Les sucres, exemple du glucose
Le glucose, de formule brute C6H12O6 existe sous différentes formes. On peut le représenter sous forme linéaire (figure ci-contre, à droite, en notation de Fischer). On constate que la molécule de glucose présente quatre carbones asymétriques, ce qui permet une étude des solutions de sucres par polarimétrie. Mais la molécule de glucose est susceptible de se cycliser.
La forme cyclique obtenue peut se représenter en première approximation ainsi, sans tenir compte de la stéréochimie :
En tenant compte de la stéréochimie, on a le choix entre :
et
La forme la plus courante est la structure cyclique qui existe elle-même sous deux formes épimères : a-glucose et b-glucose. Le glucose ci-dessous est un a-glucose car le groupement hydroxyle (-OH) se trouve en position axiale. Cette forme où tous les substituants du cycle à six chaînons sont en position axiale est stable, du fait de la minimisation des répulsions stériques entre groupements.
Glucose-a
L'autre glucose, le b-glucose porte lui son hydroxyle en position équatoriale. La répulsion stérique devrait faire que cet épimère soit en faible proportion. Ce n'est pas le cas. Un phénomène particulier appelé effet anomère stabilise partiellement cette forme béta. On a alors une proportion de b-glucose de 40 %, le reste étant l'a-glucose.
Glucose-b
Exemple du fructose
Dans le cas du fructose, la fonction carboxyle est ici cétonique et non aldéhydique comme dans le glucose : ci contre sa structure linéaire et ci dessous sa structure cyclique simplifiée :
Les deux structures cycliques tenant compte de la stéréochimie :
et
Les sucres ont la propriété de polymériser assez facilement : voici un dimère connu composé de glucose et de fructose, le saccharose :
=
+ H2O
[1] Sharon N. et Lis H. 1998 - La reconnaissance cellulaire par les sucres - Dossier Pour la Science, 19, p. 54-59.
Bibliographie
- David S. 1995 - Chimie moléculaire et supramoléculaire des sucres, introduction aux glycosciences - InterEditions / CNRS, 300 p.
Recension dans La Recherche, 1995, 276, p. 577.
Recension dans Pour la Science, 1995, 214, p. 100.- Nussbaum R. et Bohy M. 1984 - Amidons et sucres - Act. Chim., juin-juil 1984, p. 18-25.
- Sharon N. 1981 - Les glucides - Pour la Science, janv., 39, p. 12-23. Des généralités à la reconnaissance cellulaire.
Les anticoagulants
- Petitou M. 1999 - Chimie de l'héparine - Act. Chim., nov., p. 18-21.
- Petitou M. et Herbert J.-M. 2000 - Les anticoagulants de synthèse - Pour la Science, 274, p. 28-34.
Bibliographie expérimentale
Caractérisation des sucres
Formation d'osazone
- CarmanR.M. et Evans R.F. 1969 - Conversiohn of Sucrose into a Carboxylic Acid - J. Chem. Ed., 46, p. 847-848.
Blanchard-Desce 1987, p. 267.Etude conformationnelle des sucres
- David S. 2000 - L'apport de la chimie des sucres à la stéréochimie contemporaine de 1939 à nos jours - Act. Chim., mars, p. 25-30.
Mutarotation du glucose
- Drake E.N. et Brown C.E. 1977 - Application of NMR to Biochemical Kinetics - J. Chem. Ed., 54, p. 124-127. Voir aussi :
Blanchard-Desce 1987, p. 259.Effet anomère
- Juaristi E. et Cuevas G. 1992 - Recent Studies of the Anomeric Effect - Tetrahedron, 48, p. 5019-5087.
Acétylation des sucres
- Mann T.D., Mosher J.D. et Wood W.F. 1992 - Preparation of Sucrose Octaacetate. A Bitter-Tasting Compound - J. Chem. Ed., 69, p. 668-669.
