Microbiologie

les biomolécules les plus abondantes sur terre sont les glucides. D’un point de vue chimique, les glucides sont principalement une combinaison de carbone et d’eau, et beaucoup d’entre eux ont la formule empirique (CH2O)n, où n est le nombre d’unités répétées., Cette vue représente ces molécules simplement comme des chaînes d’atomes de carbone  » hydratées « dans lesquelles les molécules d’eau se fixent à chaque atome de carbone, conduisant au terme « glucides ». »Bien que tous les glucides contiennent du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, certains contiennent également de l’azote, du phosphore et/ou du soufre. Les glucides ont une myriade de fonctions différentes. Ils sont abondants dans les écosystèmes terrestres, dont nous utilisons de nombreuses formes comme sources de nourriture. Ces molécules sont également des parties vitales des structures macromoléculaires qui stockent et transmettent l’information génétique (c.-À-D., L’ADN et L’ARN)., Ils sont à la base de polymères biologiques qui confèrent de la résistance à divers composants structurels des organismes (par exemple, la cellulose et la chitine), et ils sont la principale source de stockage d’énergie sous forme d’amidon et de glycogène.

Monosaccharides: les sucrés

en biochimie, les glucides sont souvent appelés saccharides, du Grec sakcharon, signifiant sucre, bien que tous les saccharides ne soient pas sucrés. Les glucides les plus simples sont appelés monosaccharides, ou sucres simples., Ils sont les éléments constitutifs (monomères) de la synthèse de polymères ou de glucides complexes, comme nous le verrons plus loin dans cette section. Les Monosaccharides sont classés en fonction du nombre de carbones dans la molécule. Les catégories générales sont identifiées à l’aide d’un préfixe qui indique le nombre de carbones et du suffixe –ose, qui indique un saccharide; par exemple, triose (trois carbones), tétrose (quatre carbones), pentose (cinq carbones) et hexose (six carbones) (Figure 1). L’hexose D-glucose est le monosaccharide le plus abondant dans la nature., D’autres monosaccharides d’hexose très communs et abondants sont le galactose, utilisé pour faire le lactose de sucre de lait de disaccharide, et le fructose de sucre de fruit.

la Figure 1. Les Monosaccharides sont classés en fonction de la position du groupe carbonyle et du nombre de carbones dans l’épine dorsale.

les Monosaccharides de quatre atomes de carbone ou plus sont généralement plus stables lorsqu’ils adoptent des structures cycliques ou cycliques., Ces structures cycliques résultent d’une réaction chimique entre des groupes fonctionnels aux extrémités opposées de la chaîne carbonée flexible du sucre, à savoir le groupe carbonyle et un groupe hydroxyle relativement éloigné. Le Glucose, par exemple, forme un anneau à six chaînons (Figure 2).

la Figure 2. (a) un monosaccharide linéaire (glucose dans ce cas) forme une structure cyclique. (b) Cette illustration montre une représentation plus réaliste de la structure cyclique des monosaccharides., Remarque dans ces diagrammes structuraux cycliques, les atomes de carbone composant le cycle ne sont pas explicitement représentés.

Disaccharides

deux molécules monosaccharidiques peuvent se lier chimiquement pour former un disaccharide. Le nom donné à la liaison covalente entre les deux monosaccharides est une liaison glycosidique., Des liaisons glycosidiques se forment entre les groupes hydroxyle des deux molécules de saccharide, un exemple de la synthèse de déshydratation décrite dans la section précédente de ce chapitre:

les disaccharides courants sont le sucre de grain maltose, composé de deux molécules de glucose; le sucre de lait lactose, composé d’un galactose et d’une molécule de glucose; et le sucre de table saccharose, composé d’une molécule de glucose et d’une molécule de fructose (Figure 3).

la Figure 3. Les disaccharides courants comprennent le maltose, le lactose et le saccharose.,

Polysaccharides

les Polysaccharides, également appelés glycanes, sont de grands polymères composés de centaines de monomères monosaccharidiques. Contrairement aux mono-et disaccharides, les polysaccharides ne sont pas sucrés et, en général, ils ne sont pas solubles dans l’eau. Comme les disaccharides, les unités monomères des polysaccharides sont liées entre elles par des liaisons glycosidiques.

les Polysaccharides sont très divers dans leur structure., Trois des polysaccharides les plus importants sur le plan biologique—l’amidon, le glycogène et la cellulose—sont tous composés d’unités de glucose répétitives, bien qu’ils diffèrent dans leur structure (Figure 4). La Cellulose se compose d’une chaîne linéaire de molécules de glucose et est un composant structurel commun des parois cellulaires chez les plantes et d’autres organismes. Le glycogène et l’amidon sont des polymères ramifiés; le glycogène est la principale molécule de stockage d’énergie chez les animaux et les bactéries, tandis que les plantes stockent principalement de l’énergie dans l’amidon., L’orientation des liaisons glycosidiques dans ces trois polymères est également différente et, par conséquent, les macromolécules linéaires et ramifiées ont des propriétés différentes.

Les molécules de glucose modifiées peuvent être des composants fondamentaux d’autres polysaccharides structurels. Des exemples de ces types de polysaccharides structurels sont la N-acétyl glucosamine (NAG) et l’acide N-acétyl muramique (NAM) présents dans le peptidoglycane de la paroi cellulaire bactérienne. Les polymères de NAG forment de la chitine, qui se trouve dans les parois des cellules fongiques et dans l’exosquelette des insectes.,

la Figure 4. L’amidon, le glycogène et la cellulose sont trois des polysaccharides les plus importants. Dans la rangée supérieure, les hexagones représentent des molécules de glucose individuelles. Les micrographies (rangée du bas) montrent des granules d’amidon de blé colorés avec de l’iode (à gauche), des granules de glycogène (G) à l’intérieur de la cellule d’une cyanobactérie (au milieu) et des fibres de cellulose bactérienne (à droite)., (crédit « iodine granules »: modification du travail de Kiselov Yuri; crédit « glycogen granules »: modification du travail de Stöckel J, Elvitigala TR, Liberton M, Pakrasi HB; crédit « cellulose”: modification du travail de L’American Society for Microbiology)

pensez-y

1. Que sont les monosaccharides, les disaccharides et les polysaccharides?
2. La figure représente les formules structurelles du glucose, du galactose et du fructose.
   
   1. Encerclez les groupes fonctionnels qui classent les sucres soit un aldose, soit un cétose, et identifiez chaque sucre comme l’un ou l’autre.,
   2. La formule chimique de ces composés est la même, bien que la formule structurelle soit différente. Quels sont ces composés appelés?
3. des diagrammes structuraux pour les formes linéaires et cycliques d’un monosaccharide sont présentés.
   
   1. Quelle est la formule moléculaire de ce monosaccharide? (Comptez les atomes C, H et O dans chacun pour confirmer que ces deux molécules ont la même formule, et rapportez cette formule.,)
   2. identifier quel groupe hydroxyle dans la structure linéaire subit la réaction de formation de cycles avec le groupe carbonyle.
4. Le terme « dextrose” est couramment utilisé en milieu médical pour désigner l’isomère biologiquement pertinent du monosaccharide glucose. Expliquez la logique de ce nom alternatif.