Biochimie Structurale - Glucides, Lipides et Protides

Flashcards de vocabulaire couvrant l'ensemble du cours de biochimie structurale (cours BIOC 2201 du Dr. Haifa Abdel-Rahim) : chimie de l'eau, structure et réactivité des oses, polyosides, acides gras, lipides simples et complexes, lipoïdes, acides aminés, peptides et organisation structurale des protéines.

Biochimie

Discipline scientifique qui étudie les molécules du vivant, caractérisée par l'observation de phénomènes extrêmement rapides et d'objets invisibles à l'œil nu.

Atomes du vivant

Les quatre éléments chimiques majeurs (carbone $\text{C}$, hydrogène $\text{H}$, azote $\text{N}$ et oxygène $\text{O}$) représentant à eux seuls $96{,}6\,\%$ de la matière vivante.

Liaison hydrogène

Interaction électrostatique s'établissant entre un atome d'hydrogène porteur d'une charge partielle $\delta^+$ et l'atome d'oxygène d'une molécule d'eau voisine, d'une énergie d'environ $20\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Substances hydrophobes

Molécules dépourvues de groupements chargés ou d'atomes aptes à établir des liaisons hydrogène, totalement insolubles dans l'eau.

Oses (Monosaccharides)

Glucides simples non hydrolysables possédant un squelette carboné linéaire de 3 à 8 carbones, de formule brute $C_n(H_2O)_n$, avec $n-1$ fonctions alcool et une fonction carbonyle réductrice.

Aldose

Ose dont la fonction carbonyle réductrice est un groupement aldéhyde situé sur le carbone terminal $C_1$.

Cétose

Ose dont la fonction carbonyle réductrice est un groupement cétone situé généralement sur le carbone $C_2$.

Épimères

Deux stéréoisomères ne différant entre eux que par la configuration absolue d'un seul et unique carbone asymétrique ($C^*$), à l'instar du D-glucose et du D-galactose en position $C_4$.

Loi de Biot

Formule reliant l'angle de déviation de la lumière polarisée $\alpha$ au pouvoir rotatoire spécifique : $[\alpha]^T_\lambda = \frac{\alpha}{C \cdot L}$, où $C$ est la concentration en $\text{g}\cdot\text{mL}^{-1}$ et $L$ la longueur en $\text{dm}$.

Série D

Famille configurationnelle d'un ose définie par la position orientée à droite du groupement $-OH$ porté par le carbone asymétrique le plus éloigné du carbone le plus oxydé ($C_{n-1}$) en projection de Fischer.

Filiation de Kiliani-Fischer

Méthode de synthèse cyanhydrique permettant de passer d'un aldose à $n$ carbones à deux aldo-épimères homologues à $n+1$ carbones.

Dégradation de Wöhl

Voie de raccourcissement chimique d'un aldose d'un carbone ($n\,\text{C} \rightarrow n-1\,\text{C}$) faisant réagir l'hydroxylamine ($H_2N-OH$) pour obtenir une oxime puis une cyanhydrine.

Mutarotation

Modification spontanée au cours du temps du pouvoir rotatoire d'une solution aqueuse d'ose fraîchement préparée, due à l'interconversion équilibrée entre les anomères $\alpha$ et $\beta$.

Forme furanose

Structure cyclique d'un ose constituée d'un hétérocycle à 5 sommets (4 atomes de carbone et 1 atome d'oxygène).

Forme pyranose

Structure cyclique d'un ose constituée d'un hétérocycle à 6 sommets (5 atomes de carbone et 1 atome d'oxygène).

Acide aldonique

Acide monocarboxylique issu de l'oxydation douce du groupement aldéhydique en $C_1$ d'un aldose (par exemple sous l'action de $I_2/\text{OH}^-$ ou $Br_2$).

Acide aldarique

Diacide carboxylique obtenu par l'oxydation forte à chaud par l'acide nitrique ($HNO_3$) des fonctions en $C_1$ et $C_6$ d'un aldose.

Acide uronique

Composé obtenu par oxydation spécifique de la fonction alcool primaire terminale ($C_6$) d'un aldose dont la fonction carbonyle a été préalablement protégée par méthylation.

Liqueur de Fehling

Solution cuivrique alcaline bleue ($Cu^{2+}$) dont la réduction par la fonction hémiacétalique libre d'un ose produit à chaud un précipité rouge brique d'oxyde cuivreux ($Cu_2O$).

Alditol

Polyol issu de la réduction irréversible de la fonction carbonyle d'un ose sous l'action d'agents réducteurs tels que $NaBH_4$ ou $LiBH_4$.

Acide L-ascorbique (Vitamine C)

Lactone de l'acide L-gulonique, hydrosoluble et fortement réductrice grâce à sa fonction ène-diol, agissant comme coenzyme indispensable à la synthèse du collagène.

Amylose

Fraction linéaire de l'amidon ($15$ à $30\,\%$) formée d'unités $\alpha$-D-glucopyranose unies par des liaisons $(\alpha 1 \rightarrow 4)$ adoptant une structure hélicoïdale gauche.

Amylopectine

Fraction ramifiée de l'amidon ($70$ à $85\,\%$) formée d'une chaîne principale en $(\alpha 1 \rightarrow 4)$ et de branchements latéraux en $(\alpha 1 \rightarrow 6)$ tous les 20 à 30 résidus de glucose.

Glycogène

Polyoside de réserve glucidique animale (foie et muscles), hautement ramifié par des liaisons $(\alpha 1 \rightarrow 6)$ tous les 8 à 12 résidus de glucose sur un squelette $(\alpha 1 \rightarrow 4)$.

Cellulose

Polyoside structural linéaire de la paroi végétale formé de résidus de glucose liés en $(\beta 1 \rightarrow 4)$, non hydrolysable par le tube digestif des mammifères dépourvus de cellulase.

Glycosaminoglycanes (GAG)

Hétéropolysaccharides constitués de la répétition d'unités disaccharidiques alternant une osamine et un acide uronique (ex. acide hyaluronique, chondroïtines sulfates, héparine).

Saccharose

Diholoside non réducteur d'origine végétale constitué d'$\alpha$-D-glucopyranose et de $\beta$-D-fructofuranose reliés par une liaison osido-oside $(\alpha 1 \rightarrow \beta 2)$.

Lactose

Diholoside réducteur présent dans le lait, formé d'un $\beta$-D-galactopyranose uni à un D-glucopyranose par une liaison osido-ose $(\beta 1 \rightarrow 4)$.

Acides gras

Acides carboxyliques à longue chaîne hydrocarbonée aliphatique hydrophobe, généralement linéaires et comportant un nombre pair d'atomes de carbone.

Acide oléique

Acide gras monoinsaturé de formule $C18:1\,\Delta^9$ (acide $Z\text{-9-octadécènoïque}$), représentant environ $80\,\%$ des acides gras de l'huile d'olive.

Acides gras essentiels

Acides gras polyinsaturés que l'organisme ne peut pas synthétiser de novo (acide linoléique, acide $\alpha$-linolénique) et qui doivent être impérativement apportés par l'alimentation.

Indice de saponification (Is)

Masse en milligrammes d'hydroxyde de potassium ($KOH$) nécessaire pour neutraliser et saponifier les acides gras libres et combinés contenus dans $1\,\text{g}$ de lipide.

Indice d'iode (Ii)

Masse en grammes d'iode ($I_2$) fixée par addition sur les doubles liaisons contenues dans $100\,\text{g}$ de lipides, mesurant le degré d'insaturation global.

Triglycérides (Triacylglycérols)

Lipides simples neutres formés par l'estérification des trois fonctions alcool du glycérol par trois molécules d'acides gras.

Acide phosphatidique

Composé clé des glycérophospholipides, formé d'un diglycéride dont le troisième hydroxyle du glycérol est estérifié par une molécule d'acide phosphorique.

Sphingosine

Amino-alcool aliphatique à 18 carbones portant une double liaison ($1,3\text{-dihydroxy-2-amino-octadéc-4-ène}$), constituant le squelette hydrophobe fondamental des sphingolipides.

Céramide

Unité structurale de base des sphingolipides résultant de la liaison d'un acide gras par liaison amide sur le groupement amine de la sphingosine.

Isoprène

Hydrocarbure insaturé à 5 carbones ($2\text{-méthyl-1,3-butadiène}$) dont les polymérisations régulières et condensations forment les terpènes et lipoïdes.

Noyau stérane

Squelette carboné tétracyclique (cyclopentanoperhydrophénanthrène ou CPPP) formé de trois cycles benzéniques saturés et d'un cycle pentagonal, structure de base des stéroïdes.

Lipoprotéines sériques

Complexes macromoléculaires solubles composés d'un noyau hydrophobe apolaire (triglycérides, esters de cholestérol) et d'une monocouche amphipathique superficielle (phospholipides, cholestérol libre, apolipoprotéines).

Point isoélectrique (pHi)

Valeur spécifique de pH à laquelle la charge électrique nette globale d'un acide aminé ou d'une protéine est nulle, conférant une forme zwitterionique prépondérante.

Zwitterion (Ion dipolaire)

Molécule porteuse simultanément d'une charge positive (groupement $-NH_3^+$) et d'une charge négative (groupement $-COO^-$), présentant une neutralité électrique globale.

Réactif de Sanger

Le 1-fluoro-2,4-dinitrobenzène (FDNB), réactif se combinant à la fonction amine de l'acide aminé N-terminal pour donner un dérivé dinitrophénylé (DNP) jaune identifiable après hydrolyse.

Réactif d'Edman

Le phénylisothiocyanate (PTC), réactif permettant le clivage séquentiel et récurrent des résidus N-terminaux d'une chaîne peptidique sous forme de dérivés phénylthiohydantoïnes (PTH).

Liaison peptidique

Liaison covalente de nature amide secondaire, plane et rigide, formée entre le groupement $-COOH$ d'un résidu et le groupement $-NH_2$ du résidu suivant avec interdiction de rotation libre $C-N$.

Hélice alpha (dextre)

Structure secondaire en spirale droite stabilisée par des ponts hydrogène axiaux entre le groupement $-NH$ d'un résidu $n$ et le groupement $-CO$ d'un résidu $n+4$, comptant 3,6 résidus par tour.

Feuillet plissé bêta

Structure secondaire constituée de chaînes polypeptidiques étirées associées latéralement (parallèles ou antiparallèles) par des liaisons hydrogène transversales inter-brins.

Structure quaternaire

Agencement architectural dans l'espace de plusieurs chaînes polypeptidiques indépendantes (monomères ou protomères) associées par des liaisons non covalentes.

Dénaturation protéique

Perte de la conformation tridimensionnelle native et de l'activité biologique d'une protéine sous l'action d'agents physiques ou chimiques, sans rupture de la chaîne peptidique.

Relargage (Salting out)

Précipitation réversible des protéines d'une solution sous l'effet de concentrations élevées en sels neutres, typiquement par l'addition de sulfate d'ammonium $(NH_4)_2SO_4$.