Polysaccharides

Que sont les polysaccharides?

Les polysaccharides, Plusieurs fois appelées glycanes, ce sont des composés chimiques de poids moléculaire élevé formé par plus de 10 unités de sucres individuels (monosaccharides). En d'autres termes, ce sont des polymères monosaccharidés unis à travers des liens glycosidiques.

Ce sont des molécules très courantes dans la nature, comme on le trouve dans tous les êtres vivants, où ils exercent une variété de fonctions, dont beaucoup sont encore à l'étude. Ils sont considérés comme la plus grande source de ressources naturelles renouvelables sur Terre.

Structure de celulose, un homopolysaccharide (source: http: // www.monographie.com / jobs46 / cellulose-madera / cellulose-madera2.Shtml / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0) via Wikimedia Commons)

La paroi des cellules végétales, par exemple, est formée par l'un des polysaccharides les plus abondants de la biosphère: la cellulose.

Ce composé, formé par des unités répétées d'un monosaccharide appelé glucose, sert de nourriture pour des milliers de micro-organismes, de champignons et d'animaux, en plus des fonctions qu'elle a dans le maintien de la structure des légumes.

L'homme, avec le temps, a réussi à profiter de la cellulose à des fins pratiques: utiliser du coton pour faire des vêtements, la "pulpe" des arbres pour jouer du papier, etc.

Un autre polysaccharide très abondant, également produit par les plantes et d'une grande importance pour l'homme est l'amidon, car c'est l'une des principales sources de carbone et d'énergie. C'est dans les grains des céréales, dans les tubercules, etc.

Caractéristiques des polysaccharides

- Ce sont des macromolécules de poids moléculaire très élevé

- Ils sont principalement composés d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène

- Ils sont très différents structurellement et fonctionnellement

- Il y a pratiquement tous les êtres vivants sur Terre: plantes, animaux, bactéries, protozoaires et champignons

- Certains polysaccharides sont très solubles dans l'eau et d'autres, qui ne dépendent généralement pas de la présence de ramifications dans sa structure

- Ils travaillent dans le stockage d'énergie, dans la communication cellulaire, dans le soutien structurel des cellules et des tissus, etc.

- Son hydrolyse entraîne généralement la libération de déchets individuels (monosaccharides)

- Ils peuvent être trouvés dans le cadre de macromolécules plus complexes, telles que la partie glucidique de nombreuses glycoprotéines, glycolipides, etc.

Structure des polysaccharides

Les polysaccharides sont des polymères de plus de 10 déchets de sucres ou de monosaccharides, qui sont réunis par des liaisons glucosidiques.

Bien qu'ils soient des molécules extrêmement diverses (il existe une variété infinie de types structurels possibles), les monosaccharides les plus couramment trouvés dans la structure d'un polysaccharide sont les sucres gênants et hexyiques, c'est-à-dire respectivement des sucres de 5 et 6 atomes de carbone, respectivement.

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Diversité

La diversité de ces macromolécules réside dans le fait que, en plus des différents sucres qui peuvent les former, chaque résidu de sucre peut être sous deux formes cycliques différentes: furanous ou piranosa (seuls les sucres d'atomes de carbone 5 et 6).

De plus, les liaisons glycosidiques peuvent être dans la configuration α ou β et, comme si cela ne suffisait pas, la formation de ces liaisons peut impliquer le remplacement d'un ou plusieurs groupes hydroxyle (-OH) dans le résidu adjacent.

Ils peuvent également être formés par des sucres avec des chaînes ramifiées, par des sucres sans un ou plusieurs groupes hydroxyle (-OH) et par des sucres de plus de 6 atomes de carbone, ainsi que par différents dérivés monosaccharides (commun ou non).

Représentation graphique d'un polysaccharide linéaire et d'une autre branche

Les polysaccharides avec des chaînes linéaires sont généralement "emballés" dans des structures rigides ou libérées et sont insolubles dans l'eau, contrairement aux polysaccharides ramifiés, qui sont très solubles dans l'eau et forment des structures "pâteuses" dans des solutions aqueuses.

Classification des polysaccharides

La classification des polysaccharides est généralement basée sur leur occurrence naturelle, cependant, il est de plus en plus courant de les classer en fonction de leur structure chimique.

De nombreux auteurs considèrent que la meilleure façon de classer les polysaccharides est basée sur le type de sucres qui les composent, selon lesquels deux grands groupes ont été définis: celui des homopolysaccharides et celui des hétéropolysaccharides.

Homopolysaccharides ou homoglycanes

À ce groupe appartiennent tous les polysaccharides formés par des unités de sucres identiques ou de monosaccharides, c'est-à-dire qu'ils sont des homopolymères du même type de sucre.

Les homopolysaccharides les plus simples sont ceux qui ont une conformation linéaire, dans laquelle tous les résidus de sucre sont unis à travers le même type de liaison chimique. La cellulose est un bon exemple: il s'agit d'un polysaccharide composé de glucose unis par des liaisons β (1 → 4).

Cependant, il existe des homopolysaccharides plus complexes et qui sont ceux qui ont plus d'un type de lien dans une chaîne linéaire et peuvent même présenter des ramifications.

Les exemples d'homopolysaccharides très courants sont la cellulose, le glycogène et l'amidon, tous formés par des unités répétées de glucose; Ce groupe comprend également la chitine, qui se compose d'unités répétées de N-acétyl-glucosamine, un dérivé du glucose.

Ensuite, il y en a d'autres moins populaires dans la littérature tels que les fructans (composés de fructose), les pentosans (composés d'arabineux ou de xylose) et les pectines (formés par des dérivés de l'acide galacturonique, dérivés, à leur tour, du galactose).

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Hétéropolysaccharides ou hétéroglycanes

Au sein de ce groupe, en revanche, tous ces polysaccharides composés de deux types de sucres différents ou plus sont classés, c'est-à-dire qu'ils sont des hétéropolymères de sucres différents.

Les hétéropoles les plus simples sont formées par deux déchets de sucre (ou dérivés de sucres), qui peuvent (1) être dans la même chaîne linéaire ou (2) être une formant une ligne linéaire principale et l'autre constituant des chaînes latérales constituées.

Cependant, il peut également y avoir des hétéropolysaccharides formés par plus de 2 types de déchets sucrés et très ramifiés ou non.

Beaucoup de ces molécules sont associées à des protéines ou des lipides, formant des glycoprotéines et des glucolipides, très abondants dans les tissus animaux.

Des exemples très courants d'hétéropolysaccharides sont ceux qui font partie des mucopolysaccharides tels que l'acide hyaluronique, largement distribués entre les animaux et qui est formé par des résidus d'acide glucoronique unis aux déchets des déchets provenant des déchets provenant N-acétyl-d-glucosamine.

Les cartilées, présentes chez tous les animaux vertébrés, ont également de nombreuses hétéropolysaccharides, en particulier le sulfate de chondroïtine, qui est formé par des unités répétées d'acide glucoronique et N-acétyl-d-galactosamine.

Un fait général sur la nomenclature

Les polysaccharides sont nommés avec le terme de glycane générique, de sorte que les nomenctures les plus précises utilisent, pour accorder un nom, le préfixe du "sucre parental" et la résiliation ""-année". Par exemple, un polysaccharide basé sur des unités de glucose peut être appelé glucane.

Exemples de polysaccharides

Tout au long du texte, nous avons cité les exemples les plus courants qui représentent, sans aucun doute, ce grand groupe de macromolécules. Ensuite, nous développerons un peu plus d'entre eux et en mentionnerons d'autres tout aussi importants.

Glycogène et cellulose, deux polysaccharides (source: SunshineConnelly.wikiBooks / cc by (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.5) via Wikimedia Commons, modifié par Raquel Parada Puig)

Cellulose et chitina

La cellulose, un polymère de glucose, est, avec la chitine, un polymère de déchets de N-acétyl-glucosamine, l'un des polymères les plus abondants de la Terre.

Molécule de Quitina

Le premier est une partie fondamentale de la paroi qui couvre les cellules végétales et la dernière est sur la paroi des cellules fongiques et les crustacés d'exosquelette d'arthropodes, par exemple.

Les deux homopolysaccharides sont tout aussi importants, non seulement pour l'homme, mais pour tous les écosystèmes de la biosphère, car ils sont une partie structurelle des organismes qui sont à la base de la chaîne alimentaire.

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Glycogène et amidon

Les polysaccharides, parmi leurs multiples fonctions, servent de matériau de réserve d'énergie. Dans les plantes, l'amidon est produit et le glycogène se produit chez les animaux.

Les deux sont des homopolysaccharides composés de déchets de glucose, qui sont unis à travers différentes liaisons glucosidiques, présentant de nombreuses ramifications dans des schémas assez complexes. À l'aide de certaines protéines, les deux types de molécules peuvent former des granules plus compacts.

L'amidon est un complexe formé par deux polymères de glucose différents: l'amilosa et l'amylopectine. L'amylose est un polymère linéaire de déchets de glucose unis par des liaisons α (1 → 4), tandis que l'amylpectine est un polymère ramifié qui se lie à l'amylose à travers des liaisons α (1 → 6).

Grains d'amidon dans une cellule de pomme de terre. Source: Ganímedes / CC By-S (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)

Le glycogène, en revanche, est également un polymère d'unités de glucose liées par des liaisons α (1 → 4) et avec de nombreuses ramifications reliées par des liaisons α (1 → 6). Cela présente un certain nombre de ramifications nettement plus importantes que l'amidon.

Structure de glycogène

Héparine

L'héparine est un glucosaminoglycane associé aux groupes de sulfate. Il s'agit d'un hétéropolysaccharide composé d'unités d'acide glucoronique, dont beaucoup sont estérifiées et par des unités sulfates de N-glucosamine qui ont un groupe de sulfate supplémentaire dans leur carbone 6 lié par des liaisons α (1 → 4).

Structure de la heoparine. Source de l'image: Jü / CC0

Ce composé est couramment utilisé comme anticoagulant, normalement prescrit pour le traitement des crises cardiaques instables et des attaques thoraciques.

Autres polysaccharides

Les plantes produisent de nombreuses substances riches en hétéropolysaccharides complexes, y compris les gencives et autres composés adhésifs ou émulsifiants. Ces substances sont, à plusieurs reprises, riches en polymères d'acide glucoronique et autres sucres.

Les bactéries produisent également des hétéropolysaccharides qui, à plusieurs reprises, se libèrent vers l'environnement environnant, ils sont donc appelés exopolisaccharides.

Beaucoup de ces substances sont utilisées comme agents gélifiant dans l'industrie alimentaire, en particulier ceux synthétisés par des bactéries de la bavardage acide.

Les références

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