les lipides i. les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou moins saturées ii. les...

Les LIPIDESLes LIPIDES

I. Les acides gras : de longues chaînes I. Les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou moins saturéeshydrophobes plus ou moins saturées

II. Les glycérolipides : des II. Les glycérolipides : des estersesters d'acides d'acides gras et de gras et de glycérolglycérol

III. Les sphingoglycolipides dérivés de la III. Les sphingoglycolipides dérivés de la sphingosinesphingosine IV. Les lipides IV. Les lipides de surfacede surface des végétauxdes végétaux

V. Les lipides V. Les lipides isopréniquesisopréniques : des dérivés : des dérivés d'unités en C5d'unités en C5

I. Les acides gras : de longues I. Les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou chaînes hydrophobes plus ou

moins saturéesmoins saturées1- De longues chaînes 1- De longues chaînes

aliphatiques linéairesaliphatiques linéaires

DOC. n°1 :



aliphatiques linéairesaliphatiques linéaires• Libres (non estérifiés) = rares = FFA (Fat Free Acides) dans le sang des Vertébrés où ils sont transportés par la sérumalbumine (par liaisons faibles non spécifiques)

• Le plus souvent dans la nature : estérifiés (dans ce cas, obtenus par hydrolyse)

• Certains sont ramifiés, cyclisés ou hydroxylés.

• Ils peuvent se saponifier (avec NAOH)

Doc n°2

• Saponification en présence de soude, potasse ou ammoniaque

• NaOH + CpH2p+1-COOH donne

CpH2p+1COO-Na+(palmitate de sodium) + H2O

• Les savons de sodium sont solubles dans l'eau alors que les savons de calcium sont insolubles (inconvénient des eaux calcaires)




2- Des chaînes 2- Des chaînes d'autant plus d'autant plus fluides qu'elles fluides qu'elles sont insaturéessont insaturées




2- Des chaînes 2- Des chaînes d'autant plus d'autant plus fluides qu'elles fluides qu'elles sont insaturéessont insaturées

DOC. n°1 :

2- Des chaînes d'autant plus fluides qu'elles 2- Des chaînes d'autant plus fluides qu'elles sont insaturéessont insaturées

50%50% insaturésinsaturés (et (et souvent polyinsaturés) souvent polyinsaturés) chez animaux et planteschez animaux et plantes

Cas des bactéries : Cas des bactéries : rarement insaturés rarement insaturés mais en général mais en général ramifiésramifiés, hydroxylés ou , hydroxylés ou contenant des anneaux contenant des anneaux cyclopropanes.cyclopropanes.

a) Fréquence des doubles a) Fréquence des doubles liaisonsliaisons

Première double liaison : entre Première double liaison : entre C9 et C10C9 et C10 (en partant du C (en partant du C carboxylique C1).carboxylique C1).

Pour polyinsaturation : Pour polyinsaturation : tous tous les 3 Cles 3 C (en partant du méthyl (en partant du méthyl terminal)terminal)

Les doubles liaisons ne sont Les doubles liaisons ne sont presque presque jamais conjuguéesjamais conjuguées

Les Les triples liaisonstriples liaisons n'existent n'existent que très rarement dans tous les que très rarement dans tous les composés biologiquescomposés biologiques

b) Localisation des doubles b) Localisation des doubles liaisons liaisons


a) Fréquence des doubles a) Fréquence des doubles liaisonsliaisonsb) Localisation des doubles b) Localisation des doubles

liaisons liaisons c) Propriétés physiques liées à c) Propriétés physiques liées à l'insaturationl'insaturation : * Cas des acides gras saturés • Molécules très flexibles

(rotation est pratiquement libre entre les C-C ; angle de valence entre C = 109°). Conformation complètement déroulée = présente le minimum d'énergie

• Point de fusion augmente avec masse moléculaire (comme la plupart des autres substances)



liaisons liaisons c) Propriétés physiques liées à c) Propriétés physiques liées à l'insaturationl'insaturation : * Cas des acides gras saturés * Cas des acides gras insaturés • Doubles liaisons (Grand delta ) toujours en configuration Cis = torsion de 30°

• Interactions de Van der Waals réduites

• Point de fusion diminue avec le degré d'insaturation(les ac gras saturés sont solides à température ambianteex. gras du jambon, les insaturés sont liquides ex huiles)La fluidité des lipides augmente avec le degré d'insaturation Conséquences importantes sur les propriétés des membranes



liaisons liaisons c) Propriétés physiques liées à c) Propriétés physiques liées à l'insaturationl'insaturationd) Propriétés chimiques des doubles d) Propriétés chimiques des doubles

liaisonsliaisons

d) Propriétés chimiques des doubles d) Propriétés chimiques des doubles liaisonsliaisons • Inertes (sauf en présence de OH ou

de double liaisons)

• Fixent l'iode sur les doubles liaisons (méthode de détermination des insaturations)

• S'oxydent facilement à l'air ou en présence d'agent bactériens Les composés obtenus volatils et souvent nauséabondes (beurre rance, oxydation bactérienne)Cas particulier de l'acide linolénique (abondant dans l'huile de lin) : il s'oxyde (se sature) spontanément à l'air et durcitApplications : peintures, imperméabilisation carrelages et tomettes

Les LIPIDESLes LIPIDESI. Les acides gras : de longues chaînes I. Les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou moins saturéeshydrophobes plus ou moins saturées

II. Les glycérolipides : des esters II. Les glycérolipides : des esters d'acides gras et de glycérol d'acides gras et de glycérol

III. Les sphingoglycolipides dérivés de la III. Les sphingoglycolipides dérivés de la sphingosine sphingosine IV. Les lipides de surface des végétauxIV. Les lipides de surface des végétaux

V. Les lipides isopréniques : des dérivés V. Les lipides isopréniques : des dérivés d'unités en C5d'unités en C5

II. Les glycérolipides : des esters II. Les glycérolipides : des esters d'acides gras et de glycérold'acides gras et de glycérol

1- Les triglycérides : des lipides de réserves1- Les triglycérides : des lipides de réserves

Le glycérol est soluble dans l'eau• Dérivé d'un sucre à 3 C : glycéraldéhyde• Possède 3 fonction OH• Ne possède pas de C assymétrique• Par oxydation, donne

• glycéraldéhyde• dihydroxyacétone• acide glycérique

Doc n°3



Constitution

- 3 acides gras semblables ou différents

- Conformation cis ou trans

- pôle alcool-acide hydrophile mais pole

aliphatique, très important, hydrophobe =

l'ensemble très hydrophobe

a) Les triglycérides : des huiles et graisses insolublesNe participent pas à la constitution des membranes,

mais font partie des lipides les plus abondants chez les animaux

Glycérol

Liaisons ester

Acides gras

Un triglycéride

Constitution

:

a) Les triglycérides : des huiles et graisses insolubles

Propriétés physiques :

• Insolubles et imperméables à l'eau• Ils peuvent être saponifiés à chaud, en présence de soudeLe raffinage élimine les esters volatils nauséabondes; on ajoute des parfums, colorants, antioxydants

Composition en mélange dans les huiles et graisses :

Les graisses et les huiles sont des mélanges complexes de triglycéridesSéparation en chromatographie sur gel ou en phase gazeuse (solvant organique et entraînement par N2 à 200 °C)Suivant les acides gras, ils sont solides (en général) ou liquides (chez les animaux à température >25°C).La différence entre graisse et huile n'est lié qu'à l'état solide ou liquide à température ambiante



a) Les triglycérides : des huiles et graisses insolublesb) Les triglycérides : des réserves énergétiques

b) Les triglycérides : des réserves énergétiques• Graisses moins oxydées que sucres = libèrent d'avantage

d'énergie lors de leur oxydation (dans les mitochondries : fournit ATP) Stockées sous formes anhydre (tandis que le glycogène se combine avec entre 2 et 6 fois sont poids en eau) = 6 fois plus d'énergie (poids pour poids)

• Non solubles donc non transportables Immobilisés (dans espaces lacunaires ou dans cellules)=dégénérescence cellulaire graisseuse Cas des adipocytes animaux :

• Localisation : sous-cutanés ou cavité abdominale • cellules spécialisées dans synthèse et stockage• Rôle : régulateur thermique et isolant• Ex : pingouins, baleines, phoques,exposés à basses températures• Corps humain (tissu adipeux blanc) :

• 21% de graisse chez l'homme (localisation androïde)• 26% chez le femme (localisation gynoïde)• Permet de survivre 2 ou 3 mois (glycogène fournit moins de 10 h d'énergie )• Utilisées par les hibernants (tissu adipeux brun) l'hiverou par les graines oléagineuses au printemps.



2- Les glycerophospholipides :2- Les glycerophospholipides :

des lipides amphiphiles membranairesdes lipides amphiphiles membranaires

2- Les glycerophospholipides : des lipides 2- Les glycerophospholipides : des lipides amphiphilesamphiphilesa) Une tête polairea) Une tête polaire

b) Deux longues queuesb) Deux longues queues = hydrophobeshydrophobes

en C(1), acide gras en C16 ou C18

en C(2), acide gras insaturé en C16 ou C20

Doc n°3

2- Les glycerophospholipides : des lipides 2- Les glycerophospholipides : des lipides amphiphilesamphiphilesa) Une tête polairea) Une tête polaire =

groupement phosphate chargéegroupement phosphate chargée

Nomenclature en fonction des acides gras

• Le plus petit des glycérophospholipide = acide phosphatidique (pas courant dans membranes)• cardiolipines (initialement isolées dans le muscle cardique) = diphosphatidylglycérol• lécithines = phosphatidylcholine• plasmogène : liaison sérine ou éthanolamine

Doc n°3

2- Les glycerophospholipides : des lipides 2- Les glycerophospholipides : des lipides amphiphilesamphiphilesa) Une tête polairea) Une tête polaire

b) Deux longues queuesb) Deux longues queues = hydrophobeshydrophobes

c) Une molécule amphiphile = rôle c) Une molécule amphiphile = rôle d'interfaced'interface

• Lipides chargés du fait de H3PO4- et des produits fixés = relativement solubles dans l'eau + peuvent contracter des liaisons ioniques avec des protéines• Rôles : absorption et transport dans toutes les zones de contact milieu hydrophile/hydrophobe.

Les LIPIDESLes LIPIDESI. Les acides gras : de longues chaînes I. Les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou moins saturéeshydrophobes plus ou moins saturées

II. Les glycérolipides : des esters d'acides II. Les glycérolipides : des esters d'acides gras et de glycérolgras et de glycérol

III. Les sphingoglycolipidesIII. Les sphingoglycolipidesdérivés de la sphingosine dérivés de la sphingosine

IV. Les lipides de surface des végétauxIV. Les lipides de surface des végétaux

V. Les lipides isopréniques : des dérivés V. Les lipides isopréniques : des dérivés d'unités en C5d'unités en C5

III. Les sphingoglycolipidesIII. Les sphingoglycolipidesdérivés de la sphingosine dérivés de la sphingosine

1- La sphingosine = une tête polaire + une queue1- La sphingosine = une tête polaire + une queue

hydrophobehydrophobe

III. Les glycolipides dérivés de la III. Les glycolipides dérivés de la sphingosine sphingosine 1- La sphingosine1- La sphingosine

2- Les sphingomyélines : analogues des phospholipides2- Les sphingomyélines : analogues des phospholipides

Double fixation :• d'un acide phosphorique chargé qui porte un groupe choline ou éthanolamine• d'un acide gras

•La gaine de myéline qui entoure les axones de certains neurones est particulièrement riche en sphingomyéline

Conformation et la répartition de leur charges est très similaire



3- Les cérébrosides : dérivés à sucres simples3- Les cérébrosides : dérivés à sucres simples

de la sphingosine de la sphingosine

• Ce sont des céramides• Tête = sucre simple• Pas de groupe phosphate(donc non chargé)




de la sphingosine de la sphingosine

a) Les galactocerébrosides = les plus courants dans les membranes des cellules nerveuses du cerveau.- groupe de tête = -D-Galactose

b) Les glucocérébrosides = plus courants dans la membrane des autres tissus- groupe de tête = -D-Glucose




4- Les gangliosides : dérivés à sucres complexes sialisés4- Les gangliosides : dérivés à sucres complexes sialisés

• Céramides avec oligosidesdont au moins un ose est lié à un acide sialique(acide N-acétylneuraminique)

• Constituent 6% de la fraction lipidique des cellules du cerveau

• Rôles physiologiques importants :• Récepteurs pour certaines hormones pituitaires régulatrices• Récepteurs de certaines toxines bactériennes (ex. choléra) • Reconnaissance cellule-cellule • Croissance et différenciation des tissus ainsi que dans la carcinogenése

• Les chaines d'oses des glycosyldiglycérides et sphingolipides peuvent participer au glycocalyx (ex. goupes sanguins)

4- Les gangliosides : dérivés à sucres complexes sialisés4- Les gangliosides : dérivés à sucres complexes sialisés

Les LIPIDESLes LIPIDESI. Les acides gras I. Les acides gras

II. Les glycérolipidesII. Les glycérolipides

III. Les sphingoglycolipidesIII. Les sphingoglycolipides

IV. Les lipides de surface des IV. Les lipides de surface des végétaux : de longues chaînes végétaux : de longues chaînes hydroxylées hydroxylées V. Les lipides isopréniques V. Les lipides isopréniques

IV. Les lipides de surface des IV. Les lipides de surface des végétaux : de longues chaînes végétaux : de longues chaînes hydroxylées hydroxylées • Sur parties aériennes.• Principaux constituants de "couverture" =

• les cires• la cutine et• la subérine.

• Colorant spécifique : rouge Soudan III(Subérine autofluorescente)

IV. Les lipides de surface des IV. Les lipides de surface des végétaux : de longues chaînes végétaux : de longues chaînes hydroxylées hydroxylées 1- Les cires : protection des cellules épidermiques1- Les cires : protection des cellules épidermiques

a) Les cires ne sont pas des macromolécules• Mélanges complexes de lipides à longues chaînes = C21 à C37 estérifiés avec des acides gras + longues chaînes d'alcools, aldéhydes, cétones...• Associés par liaisons faibles seulement (Pas covalentes)

c) Rôle protecteur limité des cires• Pas complètement imperméables(mais plus il fait sec, mieux les cires réduisent les pertes en eau)• Limitent germination des spores de champignons pathogènes

b) Mise en place des cires• Synthétisé par cellules épidermiques • Rejetées sous forme de gouttelettestraversent paroi grâce à pores ou canalicules• Partie superficielle cristallise souvent(réseau complexe de tubes, baguettes et feuillets).


2- La cutine : principal composant de la cuticule2- La cutine : principal composant de la cuticule

• Macromolécule = polymère (plusieurs longues chaînes d'acides gras) reliées par liaisons ester (covalentes)• Forment réseau tridimentionnel rigide• Acides gras C16 ou C18 saturés linéaires + hydroxylés en C terminalpar hydroxylases :

• spécificités de substrat• régiospécificités (fonction de longueur et degré d'oxydation des acides gras

• cuticule : une structure multicouches (= essentiellement cutine) qui limite efficacement les pertes d'eau des organes aériens mais ne bloque pas complètement la transpiration (pertes d'eau même avec stomates fermés = 10% environ)Epaisseur varie avec conditions du milieu

Cellule épidermique de coléoptile d'avoine X 7000

Cires de surfaceCutines et ciresLamelle moyenne

Paroi primaire


2- La cutine : principal composant de la cuticule2- La cutine : principal composant de la cuticule

3- La subérine : imperméabilisant cellulaire3- La subérine : imperméabilisant cellulaire a) La subérine contient des composants phénoliques• Même structure que cutine mais possède :

• acides dicarboxyliques(liaisons covalentes entre eux)• chaînes aliphatiques plus longues• composants phénoliques (liaisons faibles avec les composants voisins)

• Totalement imperméable • Les cellules meurent peu à peu (liège) mais conservent fonction protectrice passive = écorce

3- La subérine : imperméabilisant cellulaire3- La subérine : imperméabilisant cellulaire

Dans les organes aériens comme souterrains :• liège du périderme et de certains organes souterrains• cadre de Caspary • zones d'abscission des feuilles et tissus cicatriciels

a) La subérine contient des composants phénoliquesb) Une localisation ubiquite

RhizodermeCortex

Cadre de Caspary

EpidermeCortex

Les LIPIDESLes LIPIDES

I. Les acides gras I. Les acides gras

II. Les glycérolipidesII. Les glycérolipides

III. Les sphingoglycolipidesIII. Les sphingoglycolipides

IV. Les lipides de surface des végétauxIV. Les lipides de surface des végétaux

V. Les lipides isopréniques : dérivés V. Les lipides isopréniques : dérivés d'unités en C5d'unités en C5

V. Les lipides isopréniques : dérivés V. Les lipides isopréniques : dérivés d'unités en C5d'unités en C51- L'unité isoprénique : C5H10 cyclisable

2- Les hydrocarbures polyisopréniques :produits secondaires fréquents chez les

végétaux

• Insolubles dans l'eau

• Biosysynthèse se fait à partir de l'acétylcoenzyme A

Dérivent de l'assemblage d'unités isopréniques

Nombre d'unités Isopenes

Préfixe

2 (10 C) mono

3 (15 C) sesqui

4 (20 C) di

5 (25 C) ses

6 (30 C) tri

8 (40 C) tetra

r

CoenzymeA

2- Les hydrocarbures polyisopréniques :produits secondaires fréquents chez les

végétaux

a) monoterpènes = 10 Cex : pyrèthre des insecticides issus des feuilles de chrysanthèmehuiles essentielles de citron, basilique, sauge, mentheb) sesquiterpènes = 15 Cex : lactones au goût amère parfois toxiquesc) diterpènes = 20 Cdans les résinesd) triterpènes = 30 C- Squalène : précurseur du cholestérol synthétisé à partir de trois isoprènes associés tête bêche e) polyterpénoïdes (C5)n avec n>20- caoutchouc (milliers d'isoprènes)

Squalène : précurseur du cholestérol synthétisé à partir de trois isoprènes associés tête bêche

Les précurseurs de la lignines : dérivés du métabolisme secondaire rigidifient les parois

Structure de la lignine

V. Les lipides isopréniques : dérivés V. Les lipides isopréniques : dérivés d'unités en C5d'unités en C51- L'unité isoprénique

2- Les hydrocarbures polyisopréniques3- Les stérols : volumineux noyaux hétrocycliques

A B

C D

Le cholestérol est spécifique des animaux; ergostérol chez les végétaux- Dans le sang : circule emballé dans des protéines- Dans les cellules : stérides = estérifié (acides gras); stablisant de la bicouche

3- Les stérols : volumineux noyaux hétrocycliques

V. Les lipides V. Les lipides isopréniquesisopréniques1- L'unité isoprénique

2- Les hydrocarbures polyisopréniques


4- Les caroténoïdes : des molécules interagissant avec la lumièrea) Pigments caroténoïdes

- Chaînes à 40C- Pigments xanthophylle (jaune, dérivent de l'oxydation du carotène)b) Vitamine A : 1/2 Carotène

- modulateur de la croissance cellulaire- protecteur des tissus épithéliaux- pigments photorécepteurs (rhodopsine) des bâtonnets

V. Les lipides V. Les lipides isopréniquesisopréniques1- L'unité isoprénique

2- Les hydrocarbures polyisopréniques


4- Les caroténoïdes : des molécules interagissant avec la lumière5- Les quinones et dérivés : transporteur de protons et électrons• Ubiquinone et plastoquinone : chaines

respiratoires et photosynthétiques• Vitamine E : antioxydant et hormones agissant sur la reproduction et le système nerveux• Vitamine K est un activateur de facteurs de coagulation

CONCLUSIONCONCLUSION

Principales fonctions des lipides :• constitutifs :

• membranaires = phosphoglycérolipides + sphingomyélines + glycolipides• de revêtement = cutine, subérine, cires

• métaboliques :• de réserve = triglycérides• fonctionnels = hormones stéroïdes + vitamines + quinones• déchets et défenses = hydrocarbures ...

les lipides i. les acides gras : de longues chaînes hydrophobes plus ou moins saturées ii. les...

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