chapitre 2 les lipides

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1 Université Oran1 Faculté SNV Département de Biologie 2ème année SNV Module : Biochimie Structurale Dr ADIDA-CHERIF H

Biochimie Structurale

TD destinés aux étudiants en L2

Préparé par Dr. ADIDA-CHERIF H Maitre de conférences classe B Département de Biologie

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2 Chapitre II :

LES LIPIDES

1. Définition

 Ce sont des molécules organiques (C, H, O).

 Ce sont des molécules insolubles dans l’eau (lipos) et solubles dans les solvants organiques apolaires comme benzène, chloroforme, éther,…

 Ils sont caractérisés par la présence dans la molécule d’au moins un acide gras ou chaîne grasse.

2. Classification des lipides

La classification est basée sur la structure chimique :

Lipides Lipides simples (C, H, O) Glycérides Cérides Stérides Lipides complexes (C, H, O, N, P, S) Glycérophospholipides Glycéroglycolipides Sphingolipides Objectifs

 Connaître les familles des lipides.

 Maîtriser la structure des acides gras saturés et insaturés.

 Maîtriser la structure des lipides simples et complexes.

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3. Les acides gras

- Ils sont monoacides,

- Ils sont linéaires, non ramifiés

- à nombre pair de carbone, supérieur ou égal à 4

- Sont soit saturés, ou insaturés.

- Donc sont des acides carboxylique (COOH) avec une longue queue formée de groupement CH2

3.1.Acides gras saturés

- Formule générale: [CH3 -(CH2)n - COOH]

- La numérotation commence par le carbone le plus oxydé c’est-à-dire la fonction carboxyle. - Tous les C sont saturés en atomes d’H, c’est-à-dire il n’y pas de double liaison,

3.1.1. La nomenclature

Il existe pour chaque acide gras saturé un nom systématique et un symbole qui se basent sur sa composition chimique, et un nom courant qui rappelle son origine.

Tableau N°01 : Nomenclature des acides gras saturés.

Nom Systematique n- [nC] an oique

n : indique que l'acide gras est normal (chaîne non branchée)

[nC] : nombre de carbones

an : indique que la chaîne est saturée

Le Symbole Cn:0

Cn : nombre de carbones

0 : indique que la chaîne est saturée (absence de double liaison)

Exemple :

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4 3.2.Acides gras insaturés

Cependant il existe une ou plusieurs double(s) liaison(s) au sein de la molécule,

Dans les acides gras insaturés, la position de la première double liaison peut s’exprimer :

 soit en partant du carboxyle (1er carbone) ; le symbole est delta Δ

 soit en partant du méthyl (dernier carbone) ; le symbole est oméga ω.

- En médecine clinique et en biologie, la désignation des acides gras insaturés la plus courante est celle qui fait appel au symbole oméga (ω).

3.2.1. La nomenclature

Il existe pour chaque acide gras insaturé:

 une nomenclature systématique et un symbole qui se basent sur sa composition chimique,

 une nomenclature diététique, qui permet de le regrouper en série.

 un nom courant qui rappelle son origine.

Tableau N°02: Nomenclature des acides gras insaturés. Nom Systematique conf-p-[nC] x én oique

conf-p : configuration (cis ou trans) et position des doubles liaisons [nC] : nombre d’atomes de carbone.

x: le nombre de double liaison dans la chaîne hydrocarbonée.

Le Symbole Cn : x Δ x’

n : nombre de carbones, x : nombre de doubles liaisons, x’ : position des doubles liaisons.

La série ω p

p : est la position de la première double liaison notée par rapport à la position ω (le carbone 1 est celui du

groupement méthyle terminal).

3.2.2. Les acides gras monoinsaturés

Certains atomes de C sont insaturés en atomes d’H, leurs chaines aliphatique contient donc Une double liaison.

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5 Exemple: l’acide oléique C18 : 1 Δ 9

L’acide oléique possède 18C, une double liaison en oméga 9 (ω9) ce qui s’écrit C18 :1 ω9.

3.2.3. Les acides gras polyinsaturés

Sont des acides gras qui possèdent plusieurs doubles liaisons. 3.3.Propriétés des acides gras

3.3.1. Propriétés physiques  Solubilité

- L’acide butyrique à 4C est soluble dans l’eau, puis la solubilité des acides gras baisse progressivement et ils sont insolubles à partir de 10 C.

- Ils sont solubles dans les solvants organiques apolaires : benzène, chloroforme,…  Le point de fusion

La Température de fusion d’un acide gras est la température à laquelle il passe de l’état solide à l’état liquide, elle dépend de deux paramètres le nombre de carbones (plus la chaine aliphatique est longue, plus le point de fusion est élevé) et le nombre d’insaturation (plus ce nombre est grand plus le point de fusion est faible).

3.3.2. Propriétés chimiques

 L’oxydation par l’oxygène de l’air conduit au rancissement des graisses.  Formation de sels de sodium ou potassium

- Ce sont des savons à propriétés moussantes,

- Dans l’eau les savons se dissocient en Na+ + R-COO L’anion 2 pôles : Ces molécules appelées amphiphiles ou amphipathiques.

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6 Tableau N°03 : Les acides gras les plus abondants.

Nombre d’atomes de

carbones Nom de l’acide gras

Nombre de (s) double (s) liaison (s) Position de (s) double (s) liaison (s) 4 Butyrique 0 6 Caproique 0 8 Caprylique 0 10 Caprique 0 12 Laurique 0 14 Myristique 0 16 Palmitique 0 16 Palmitoléique 1  9 18 Stéarique 0 20 Arachidique 0 22 Béhénique 0 24 Lignocérique 0

18 Oléique 1 (forme cis) 9

18 Linoléique 2 9, 12

18 Linolénique 3  9, 12, 15

20 Arachidonique 4  5, 8, 11, 14

24 Cérébronique 0 Fonction alcool sur

C2

26 Cérotique 0

28 Montanique 0

30 Mellisique 0

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4. Les lipides simples

- Ce sont des esters d’acides gras + Alcool. On peut distinguer trois types d’alcool qui sont estérifié par des acides gras, citons :

 Glycérol → Glycérides

 Cholestérol → Stérides

 Alcool à poids moléculaire élevé → Cérides. 4.1. Les glycérides

Ce sont des esters d’acide gras (AG) et de glycérol, qui sont formés par l’union des groupements hydroxyles polaires (OH) du glycérol avec les carboxylates (COOH) polaires des acides gras.

Un, deux ou trois molécules d’AG estérifient le glycérol. (monoglycérides, diglycérides, et triglycérides).

Dans un triglycéride, si les trois acides gras sont identiques, le glycéride est dit « homogène », s’ils sont différents, il est dit « hétérogène »

4.1.1. Propriétés physiques

- Les glycérides se présentent soit à l’état liquide ou solide (point de fusion des AG)

- Ils sont solubles dans l’acétone ce qui les différencie des phospholipides (ils sont très apolaires).

4.1.2. Propriétés chimiques

 Hydrolyse des triglycérides par voie enzymatique

La lipase, est une enzyme du suc pancréatique, hydrolyse les triglycérides alimentaires en monoglycéride + 2 acides gras.

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8  Hydrolyse des triglycérides par voie

chimique

L’indice de saponification (IS) permet de déterminer le poids moléculaire du glycéride. Il est défini comme étant la quantité en mg de potasse nécessaire pour saponifier 1 g de matière grasse.

4.2.Les stérides

Ce sont des esters d’acide gras et de stérol, créés par une estérification entre le groupe hydroxyle d'un stérol et un acide gras.

4.3.Les cérides

Ce sont des mono-esters d'acides gras et d'alcools aliphatiques à longue chaîne « alcool gras ».  Alcool gras : il est principalement : alcools primaires, saturés et non ramifiés. Il est très apolaire donc hydrophobe et solide à température ambiante avec une température de fusion très élevée.

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5.1.Glycérophospholipides

5.1.1. Définition

- Ce sont des esters d'acides gras et d’alcools dont la molécule contient divers groupes en plus de l'acide gras et de l'alcool (N,P,S).

- Dans ce type de composé, une fonction alcool primaire du glycérol est estérifiée par de l’acide phosphorique (H3PO4) et non par un acide gras.

- Le plus souvent un AG saturé estérifie la position 1 et un AG insaturé estérifie la position 2 du glycérol.

- Le représentant le plus simple de la classe des glycérophospholipides est l’acide phosphatidique.

- Un glycérophospholipide se compose par : Glycérol +AG+ acide phosphorique (H3PO4) + X (phospholipide).

5.1.2. Hydrolyse enzymatique des glycérophospholipides Il existe 4 phospholipases spécifiques A1, A2, C et D

- La phospholipase A1 : catalyse l’hydrolyse d’ester d’acide gras et d’alcool primaire. - La phospholipase A2 : catalyse l’hydrolyse d’ester d’acide gras et d’alcool secondaire. - La phospholipase C : agit sur l’ester phosphorique du glycérol. C’est-à-dire entre le phosphate et le glycérol.

- La phospholipase D : agit sur l’ester phosphorique d’alcool autre que le glycérol.

4 classes de phospholipides (X)

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5.2. Les glycéroglycolipides

Les carbones C1 et C2 du glycérol sont estérifiés par des acides gras. L'alcool du carbone C3 n’est pas estérifié mais lié à un ose par une liaison glycosidique.

5.3.Les sphingolipides

Les sphingolipides sont constitué d'un squelette de type sphingoide, un diolamine à chaîne carbonée longue.

Le squelette sphingoide peut être une molécule dite:

- sphinganine (18C), une combinaison de l'acide palmitique (16C) et de l'amino-acide sérine (3C), ou;

- sphingosine (sphinganine + double liaison en position 4 en configuration trans), ou; - 4-hydroxysphinganine (sphinganine + un hydroxyle en position 4).

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EXERCICES

Exercice N°01 :

On considère les lipides suivants : - trioléylglycérol

- 2-stéaryl-dipalmitylglycérol

- 1-palmityl-2-linoléyl-3-laurylglycérol - galctosyl-dilinolénylglycérol

- 1-palmityl-2-oleyl-phosphatidylcholine

Écrire leurs formules. À quelle classe de lipides appartiennent ces composés ?

Soient les acides gras suivants : C16 : 0 ; C18 : 0 ; C18 : 1 (w9); C18 : 2 (w6) ; C20 : 4 (w6) On a les points de fusion suivants: -43,5°C ; -5°C ; 13°C ; 63°C ; 70°C.

1. Donnez le nom des différents acides gras. 3. Apparier acides gras et points de fusion.

Soit un triglycéride avec un indice à saponification est égal à 196mg.

Ce triglycéride est estérifié avec l'acide palmitique dans le carbone α du glycérol, estérifié avec l’acide oléique dans le carbone β et α' du glycérol.

1.Écrire la formule développée de ce lipide.

2. Quelle est la dénomination chimique de ce lipide 3. Déterminer la masse molaire de ce triglycéride. 4. Calculer l’indice d’iode pour ce triglycéride. PM de l’iode = 127g/mol

La structure d'un lipide est la suivante :

*Le carbone α du glycérol est estérifié avec l'acide stéarique *Le carbone β du glycérol est estérifié avec l’acide linoléique.

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12 *Le carbone α' du glycérol est liée à une molécule d'acide phosphorique, laquelle est liée à une molécule d'Ethanolamine.

1.Écrire la formule développée de ce lipide.

2. Quelle est la dénomination chimique de ce lipide 3. Calculer son indice d'iode.

4. Calculer son indice de saponification.

PM glycérol = 92 g/mol ; PM acide stéarique : 284g/mol ; PM acide linoléique= 280g/mol ; PM d'acide phosphorique= 98g/mol ; PM d'Ethanolamine= 61g/mol ; PM d’iode= 127g/mol.

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CORRIGÉS

1. Trioléylglycérol : lipide simple

CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3

CH – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3

CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3

2. 2-stéaryl-dipalmitylglycérol: lipide simple

CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3

CH – O – CO – (CH2)16 – CH3

CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3

3. 1-palmityl-2-linoléyl-3-laurylglycérol: lipide simple

CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3

CH – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)4 – CH3

CH2 – O – CO – (CH2)10 – CH3

4. 1-palmityl-2-oleyl-phosphatidylcholine : lipide complexe CH2 – O – CO – R CH – O – CO – R’ O CH2 – O – P –O – CH2 – CH2 – N+H3 O Exercice N°02 :

1. Nomination des différents acides gras :

Acide gras Noms d’acides gras

C16 : 0 Acide Palmitique C18 : 0 Acide Stéarique C18 : 19 Acide Oléique C18 : 29,12 _{Acide Linoléique} C20 : 45,8,11,14 Acide Arachidonique

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14 2. Point de fusion : c’est la température à laquelle l’acide gras passe de l’état solide à l’état liquide ou inversement. Il dépend de deux facteurs :

6. La langueur de la chaine hydrocarbonée : plus la langueur de chaine hydrocarbonée augmente, plus le point de fusion augmente.

7. Le nombre d’insaturations : plus le nombre de doubles liaisons augmente, plus le point de fusion diminue.

1. Formule développé de lipide :

CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH=CH–(CH2)7– CH3

CH – O – CO – (CH2)16 – CH3

CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH=CH–(CH2)7– CH3

2. La dénomination chimique de ce lipide : 1-palmitoyl-2,3di-oleoyl glycérol

3. Calcule de la masse molaire de triglycéride :

Indice de Saponification : c’est la quantité en mg de potasse KOH (MM=56 g/mole) nécessaire pour neutraliser 1g de matière grasse.

0.196 1g de matière grasse 3x56 x

La masse molaire de triglycéride= 857.14g 4. Calcule d’indice d’iode de triglycéride :

L’indice d’iode : c’est la quantité d’iode en g fixées par addition par 100g de lipide. Une molécule d’iode (2 atomes d’iode) se fixe par double liaison.

Acide gras Point de fusion

C16 : 0 63°C C18 : 0 70°C C18 : 19 _13°C C18 : 29,12 -5°C C20 : 45,8,11,14 -43.5°C

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15 4x127 857.14g

X 100g L’indice d’iode = 59.26g

1. La formule développée de lipide :

CH2 – O – CO – (CH2)16 – CH3

CH – O – CO – (CH2)7 – CH=CH– CH2– CH=CH– (CH2)4– CH3 O

CH2 – O – P– O–CH2 –CH2 –NH3+

O

2. La dénomination chimique de lipide : 1-stéaryl-2-linoléyl-phosphatidylethanolamine 3. Calculer l’indice d'iode de lipide :

Masse moléculaire de lipide= la somme des masse moléculaire des AG et le glycérol M= 92+284+280+98+61-4(18)=743g

743g 4x127 100g x I.I= 68.37g

4. Calcul de l’indice de saponification : 2x56 743g

X 1g