[salah-19]

. Les complexes avec le bore
Ils permettent d'effectuer des éléctrophorèses des oses, ce qui n'est pas possible sans celà puisque les oses ne sont pas chargés naturellement.
De plus ils ont permis de démontrer que dans l'a-D-glucose, l'hydroxyle du carbone anomère est en position cispar rapport à l'hydroxyle porté par le carbone 2, donc qu'il se situe en dessous du cycle. En effet, le complexe se forme plus aisément avec l'anomère cisqu'avec l'anomère trans.
L'anomérie du sucre influencera la formation des complexes avec le bore et donc leur mobilité éléctrophorétique.
2.Méthylation

Les agents méthylants tels que le sulfate de méthyle ((SO4(CH3)2) en présence de soude (Haworth) ou l'iodure de méthyle ICH3 avec Ag2O (Purdie) agissent ensubstituanttous les hydrogènesdes groupements hydroxyles par un -CH3formant ainsi un groupement éther.
Si le groupement réducteur de l'ose est libre, il réagira en formant un dérivé O-méthylé.
Cependant, cette liaison est une liaison osidique qui n'a pas la même stabilité en milieu acide où elle est facilement hydrolysée. Il faudra donc la distinguer des liaisons ether en la spécifiant dans la nomenclature de l'ose.
La méthylation est une technique importantequi a deux applications principales :
a) en premier lieu elle permet de déterminer la structure des cycles :
· on méthyle complètement un ose cyclique, puis on hydrolyse la liaison osidique en milieu acide dilué.
· on oxyde ensuite le composé par l'acide nitrique. L'oxydation rompt le cycle et élimine les carbones qui ne font pas partie du cycle, en l'occurence le carbone 6 dans le cas d'un pyranose et les carbones 5 et 6 dans le cas d'un furanose.

- le reste du cycle se retrouve sous la forme d'un diacide tri-O-méthylé dans le cas d'un pyranose et d'un diacide di-O-méthylé dans le cas d'un furanose

b) en second lieu elle permet de déterminer l'enchaînement dans les polyosides:
On méthyle complètement un oside et on coupe ensuite les liaisons osidiques en milieu acide dilué.
On peut voir dans l'exemple de l'amylose que le composé terminal non réducteur (donc le composé dont l'hydroxyle hémiacétalique est impliqué dans la liason osidique mais, inversement, dont le carbone 4 n'est pas impliqué dans cette liaison) donnera un dérivé tétra-O-méthylé alors que tous les autres éléments donneront un dérivé tri-O-méthylé.

Dans le cas d'une structure branchée, on obtiendra des dérivés di-O-méthylés pour chaque ose impliqué dans le branchement (en l'occurence, l'ose qui a son carbone 6 impliqué dans la liaison osidique).

IV. Étude de quelques oses et dérivés

A.Oses simples
1. Le glucose : (aldohexose - pyranose)

Extrèmement répandu dans le règne végétal et le règne animal à l'état libre ou combiné à d'autres oses, sous forme phosphorylé ou non. C'est le COMBUSTIBLE de la cellule, mis en réserve sous forme de glycogène (règne animal) ou d'amidon(règne végétal).
Le métabolisme du glucose correspond à la voie de la glycolyse et aux voies qui en découlent.
D'un point de vue structural, en ce qui concerne les oses, il faut faire attention à la position de l'hydroxyle de l'avant dernier carbone (le C5 pour un hexose) dans la projection de Fischer, et la position du C6 qui en découle dans la représentation de Haworth. En effet, dans la représentation de Haworth, c'est au niveau du C6 (pour un hexose) que l'on peut savoir s'il s'agit de la série D ou L puisque l'hydroxyle du C5 est engagé dans l'hémiacétal et n'indique donc plus la série de l'ose.
Si on représente l'ose comme en (1), on ne précise pas la nomenclature du carbone anomère (qui peut donc être aou b).
2. L'arabinose: (aldopentose - pyranose)
L'arabinose est abondant dans le monde végétal. Il contribue à la formation des tissus de soutien.
D'un point de vue structural, en ce qui concerne les oses, il en va de même pour un pentose comme l'arabinose mais dans ce cas il faut regarder au niveau du C4.
3. Le fructose : (cétohexose - furanose)
C'est le cétose que l'on obtient par interconversion du glucose et du mannose, c'est à dire par épimérisation du C2 du glucose.
Le fructose est un ose qui souligne l'importance de la forme linéaire: en effet, en ce qui concerne cet ose, la forme linéaire est toujours présente à concentration élévée et on a aussi un équilibre avec les formes furaniques qui sont les formes les plus stables à l'état naturel.
4. Le galactose et le mannose: (aldohexose - pyranose)
Ces deux oses sont beaucoup moins abondant dans les cellules que le glucose mais on les trouve comme constituants des glycoprotéines et des glycilipides.
B. Osamines ou sucres aminés
Les osamines sont synthétisées à partir du fructose-6-phosphate et sont obtenues par substitution de l'hydroxyle du carbone 2 par un NH2. Le groupement aminé est le plus souvent acétylé.
Ce sont des oses trés importants: par exemple, la chitine, polyoside constitutif de la carapace des insectes est un polymère de la N-acétylglucosamine avec des liaisons b-1,4.
La N-acétyl-mannosamine-6-phosphate est le précurseur des acides sialiques.
C. Les acides sialiques
Ce sont des composés caractéristiques des glycoprotéines. Ils s'y trouvent en bout de chaîne liés par une liaison a-glycosidique. La fonction COOH est libre, ce qui confère aux glycoproyéines un caractère acide marqué.
Les acides sialiques dérivent tous de l'acide neuraminique dont le plus courant est l'acide N-acétyl neuraminique. Les substituants varient suivant les espèces (N-acétyl chez le mouton; N-glycolyl chez le porc;...).
La synthèse est obtenue à partir de La N-acétyl-mannosamine-6-phosphate et du phosphoénol pyruvate.
Dans les glycoprotéines, les acides sialiques sont disposés à intervalles réguliers le long de la chaîne. Ils forment ainsi un nuage électronégatif qui, par répulsion électrostatique, maintient la chaîne allongée sous forme de bâtonnet. Il s'ensuit une grande viscosité de ces composés.
D. Les acides muramiques
L'acide muramique N-acétylé est un composant de la muréine, haut polymère de nature glycopeptidique qui forme le support fondamental des parois bactériennes.
L'acide muramique N-acétylé dérive lui-même de la N-acétyl-glucosamine. La biosynthèse se fait également à partir du phosphoénol pyruvate.
E. Les sucres phosphate
Il y a formation d'esters phosphoriques sous l'action de kinases qui transfèrent le groupe phosphate terminal de l'ATP. Utilisés comme source d'énergie, c'est sous leurs formes phosphorylées que les oses sont interconvertis et donc métabolisés (voie de la glycolyse et voie des pentoses phosphate par exemple).
La liaison ester-phosphate est hydrolysée par des phosphatases. Les esters phosphoriques du glucose et du fructose peuvent être considérés comme les produits de l'assimilation photosynthétique.
L'a-D-ribose-5-phosphate et l'a-2-désoxy-D-ribose-5-phosphate sont par ailleurs les deux oses constitutifs des acides nucléiques.
V. Étude de quelques osides et dérivés
A. Définition
Les osides ou glycosides sont des substances dans lesquelles l'hydroxyle du groupement hémiacétalique du carbone anomèrique d'un ose a été condensé avec un groupement hydroxylique (alcoolique ou phénolique).
La liaison qui joint l'ose à l'alcool ou au phénol est appelée 0-osidique ou glycosidique. Les osides donnent par hydrolyse au moins deux oses.
B. Détermination de la structure d'oside
a) détermination de la nature des oses constitutifs:
Les osides sont hydrolysés en milieu acide ou par voie enzymatique, de manière à rompre les liaisons osidiques. Dans le cas d'hétérosides, il faut déterminer la nature de l'aglycone.
Puis ils sont séparés par des techniques chromatographiques et identifiés et dosés individuellement.
b) détermination du mode de liaison entre les oses constitutifs:
On marque toutes les fonctions hydroxyles libres (par exemple, par méthylation et par l'acide périodique). Une hydrolyse acide différencie ensuite les liaisons éther-oxydes des liaisons osidiques.
Dans le cas de polyosides complexes, il faut faire en plus des hydrolyses ménagées (incomplètes) menant à des oligosides (séparés par des techniques chromatographiques) dont l'étude complète cette détermination.
Enfin, la détermination, s'il y a lieu, de l'anomérie de la liaison osidique fait appel à des enzymes spécifiques de chaque type de liaison ou, dans le cas le plus simple, par l'étude de la mutarotation après hydrolyse.
c) détermination du caractère réducteur ou non de l'oside:
La technique de réduction par le borohydrure de Na permet de caractériser l'ose terminal réducteur dans le cas d'un dioside ou d'un oligoside.
Dans le cas d'un polyoside, la proportion de l'ose réducteur terminal est si faible qu'il faut employer du borohydrure marqué par le tritium.
d) détermination de la masse molaire et de la longueur des chaînes dans le cas des polyosides:
Les techniques physiques usuelles (osmométrie, ultracentrifugation, diffusion de la lumière, viscosimétrie, filtration sur tamis moléculaire, électrophorèse de complexes avec le bore...) auxquelles on peut joindre des techniques biochimiques (enzymes spécifiques de dégradation ou au contraire de synthèse in vitro) et immunochimiques.