Glucose

Selon la complexité de la molécule, les glucides sont classés en monosaccharides, oligosaccharides (y compris les disaccharides, qui sont souvent classés séparément en raison de leur importance biologique) et polysaccharides. À ce groupe s’ajoutent d’autres biomolécules qui présentent dans leur structure, outre la partie glycidique, une autre partie chimiquement différente : dérivés monosaccharidiques, hétéropolysaccharides, peptidoglycanes, glycoprotéines et glycolipides.

MonosaccharidesEdit

Article principal : Monosaccharide
Aldoses de la série D. Les énantiomères ont le dernier carbone asymétrique avec le groupe -OH du côté droit.

Les monosaccharides ou oses sont les monomères des glucides, c’est-à-dire les unités élémentaires les plus simples, qui ne peuvent pas être hydrolysées en glucides plus simples. Les monosaccharides ont les propriétés suivantes : ce sont des solides neutres, incolores, cristallins, solubles dans l’eau, légèrement solubles dans l’alcool et généralement insolubles dans l’acétone, l’éther et d’autres solvants apolaires ; ils ont généralement un goût sucré. Certains exemples connus de monosaccharides sont le glucose (principal carburant énergétique cellulaire), le galactose, le fructose ou le ribose, entre autres.

La formule chimique générale d’un monosaccharide est (CH2O)n, où n est un nombre quelconque égal ou supérieur à trois, sa limite est de sept carbones. Toutefois, cette formule empirique n’est pas toujours respectée, sauf pour les dérivés des monosaccharides, qui peuvent être obtenus par des processus de réduction (comme c’est le cas des désoxy-sucres tels que le désoxyribose, dont la formule moléculaire est C5H10O4), d’oxydation (formant des sucres acides, comme l’acide glucuronique, dont la formule chimique est C6H10O7), et par substitution, comme dans le cas des sucres aminés, où l’azote apparaît également comme un bioélément constitutif.

Les monosaccharides sont classés selon trois caractéristiques différentes : la position du groupe carbonyle, le nombre d’atomes de carbone qu’il contient et sa chiralité.

Le groupe carbonyle peut se trouver à une extrémité de la chaîne, il s’agit alors d’un aldéhyde, ou à l’intérieur de la chaîne carbonée, il s’agit alors d’une cétone. Si la molécule possède un groupe aldéhyde, le monosaccharide est un aldose ; si elle possède un groupe cétone, le monosaccharide est un cétose. Les monosaccharides sont, d’un point de vue chimique, des polyalcools, en raison de la présence de groupes hydroxyles, et selon le groupe carbonyle qu’ils présentent, on distingue les polyhydroxyaldéhydes et les polyhydroxycétones.

Selon le nombre de carbones, on trouve des trioses s’ils ont trois atomes de carbone, des tétroses s’ils en ont quatre, des pentoses s’ils en ont cinq, ceux qui ont six atomes de carbone sont appelés hexoses, et enfin ceux qui ont sept atomes de carbone sont des heptoses.

Pour la nomenclature des monosaccharides, il est courant d’utiliser ces deux derniers critères en combinaison, en mettant devant le nom indiquant le nombre de carbones du monomère, le préfixe aldo- ou céto- selon le groupe carbonyle présent. Ainsi, le glucose est un aldohexose (un polyhydroxydialdéhyde à six atomes de carbone), tandis que le ribulose est un cétopentose (une polyhydroxycétone à cinq atomes de carbone).

Cétoses de la série D.

En outre, en raison de la présence de carbones asymétriques (c’est-à-dire les carbones qui ont tous leurs radicaux différents), ils présentent un isomérisme. Tous les carbones, sauf ceux situés aux extrémités de la chaîne, ainsi que le carbone carbonyle, sont asymétriques. La présence de carbones asymétriques rend la stéréoisomérie possible. Le seul monosaccharide qui ne possède pas de centre chiral est le cétotriose dihydroxyacétone.

En raison de cette asymétrie, chaque monosaccharide possède un certain nombre d’isomères. Par exemple, l’aldohexose D-glucose, a pour formule (CH2O)6, dont, à l’exception de deux de ses six atomes de carbone, tous sont des centres chiraux, faisant du D-glucose l’un des stéréoisomères possibles. Dans le cas du glycéraldéhyde, un aldotriose, il existe deux stéréoisomères possibles, qui sont des énantiomères et des épimères (la 1,3-dihydroxyacétone, le cétose correspondant, est une molécule symétrique ne possédant aucun centre chiral).

La désignation D ou L se fait selon l’orientation du carbone asymétrique le plus éloigné du groupe carbonyle : si le groupe hydroxyle est à droite de la molécule, c’est un sucre D, s’il est à gauche, c’est un sucre L. Les sucres D étant les plus courants, on omet généralement la lettre D.

La notation D ou L n’indique que la « famille » ou la série à laquelle appartient le composé, pas nécessairement le signe de la rotation qu’il imprime à la lumière polarisée. Par exemple, le D-fructose cétohexose est fortement lévogyre, malgré son appartenance à la série D (en fait, le fructose est précisément aussi appelé lévulose, étant une molécule très lévogyre). De même, le glucose est dextrogyre, et reçoit donc aussi le nom, autrefois largement utilisé, de dextrose.

La différenciation des glucides en ces séries ou « familles » a une signification biologique. Les organismes supérieurs n’utilisent et ne synthétisent pratiquement que des glucides de la série D. Très peu de composés de la série L sont présents dans les structures cellulaires ou dans les humeurs organiques de l’être humain.

Les monosaccharides qui présentent un groupe aldéhyde sont des substances réductrices, notamment en milieu alcalin. D’autre part, les cétoses, contrairement aux cétones simples, sont également réducteurs en milieu alcalin, en raison de leur simple isomérisation en aldoses par des formes énoliques intermédiaires. Certaines réactions de reconnaissance des monosaccharides utilisées au laboratoire, mettent à profit ce pouvoir réducteur.

Cyclization du glucose.

Cycle du glucose.

Monosaccharides dérivésModifié

On distingue les types suivants de monosaccharides dérivés :

  • Désoxazugars : Ces monosaccharides ont remplacé le groupe hydroxyle d’un de leurs carbones par un hydrogène. Il se distingue parmi les désoxazugars le 2-Désoxyribose, qui fait partie de la structure de l’ADN.
  • Sucres aminés : les sucres aminés ont remplacé un groupe hydroxyle par un groupe amino, généralement présent sur le carbone 2. Le groupe amino est souvent acétylé, comme dans le cas de la N-Acétylglucosamine.
  • Alditols : les alditols sont des polyols à chaîne ouverte. Dans ces molécules, le groupe aldéhyde ou cétone est réduit à un groupe alcool. Pour son importance biologique, met en évidence le ribitol et le glycérol.

CyclizationEdit

Les monosaccharides à cinq atomes de carbone ou plus, ainsi que les aldotétroses (oses de quatre atomes de carbone avec un groupe fonctionnel aldéhyde) se présentent généralement sous forme cyclique, formant des cycles, lorsqu’ils sont en solution aqueuse. Pour cela, le carbone du carbonyle a formé une liaison covalente avec l’oxygène du groupe hydroxyle lié à un atome de carbone situé dans la même chaîne. Ainsi, une liaison hémiacétal (si un groupe hydroxyle réagit avec un aldéhyde) ou une liaison hémicétal (si la réaction se fait entre un groupe hydroxyle et une cétone) a lieu. La formation des liaisons hémiacétal et hémicétal donne naissance à un carbone asymétrique supplémentaire (celui dont les quatre radicaux sont tous différents), appelé carbone anomérique, qui est relié par un pont oxygène au carbone d’où provient le groupe hydroxyle qui a réagi. La présence du carbone asymétrique permet l’apparition de deux nouveaux stéréoisomères : lorsque le groupe hydroxyle du centre anomérique est situé (selon la projection de Fischer) du même côté que l’hydroxyle attaché au centre chiral le plus éloigné, il est désigné α, tandis que s’ils sont situés sur des côtés opposés, il est dit β. Une telle paire de stéréoisomères résultants est appelée anomère.

Les structures cycliques formées peuvent être des pyranoses, appelées ainsi en raison de leur analogie avec le cycle à six sommets appelé pyran ; ou des furanoses, par analogie avec la molécule à cinq sommets appelée furane. La plupart de ces derniers sont généralement dérivés d’aldopentoses et de cétohexoses. Cependant, le cycle à six atomes de l’aldopyranose est beaucoup plus stable que celui de l’aldofuranose.

Utilisation dans les cellulesEdit

Les monosaccharides sont la principale source de carburant pour le métabolisme, étant utilisés à la fois comme source d’énergie (le glucose est le plus important dans la nature) et dans la biosynthèse. Lorsque les monosaccharides ne sont pas nécessaires aux cellules, ils sont rapidement transformés en une autre forme, comme les polysaccharides. En outre, le ribose et le désoxyribose sont des composants structurels des acides nucléiques. Ils sont abondants dans les tissus végétaux, dans lesquels ils forment les éléments fibreux ou ligneux de leur structure et les composés de réserve nutritionnelle des tubercules, graines et fruits. Ils sont également largement distribués dans les tissus animaux, dissous dans les humeurs organiques, et dans des molécules complexes aux fonctions diverses. Les plantes synthétisent des hydrates de carbone à partir de CO2 et de H2O, en captant l’énergie lumineuse dans un processus appelé photosynthèse. Ces hydrates de carbone sont ingérés par les animaux et utilisés en grande partie comme carburant. Dans l’alimentation humaine, les glucides sont les principaux fournisseurs d’énergie. Dans une alimentation équilibrée, les glucides doivent fournir 50 à 60 % des calories totales.

Le principal cycle énergétique de la biosphère dépend largement du métabolisme des glucides. Examinons brièvement ce cycle. Lors de la photosynthèse, les plantes captent le CO2 de l’atmosphère et le « fixent » en hydrates de carbone. La réaction de base peut être décrite (de manière très simplifiée) comme la réduction du CO2 en hydrates de carbone, représentés dans ce cas par le glucose, produit par la lumière. Une grande partie de ces glucides est stockée dans les plantes sous forme d’amidon ou de cellulose. Les animaux obtiennent des hydrates de carbone en ingérant des plantes ou des animaux herbivores. Ainsi, les glucides synthétisés par les plantes deviennent finalement les principales sources de carbone pour tous les tissus animaux. Dans l’autre moitié du cycle, les plantes et les animaux effectuent, par le biais du métabolisme oxydatif, une réaction inverse de la photosynthèse, par laquelle ils produisent à nouveau du CO2 et du H2O. Cette oxydation des glucides est le principal processus générateur d’énergie du métabolisme.

DisaccharidesEdit

Hydrolyse du lactose. 1. le galactose. Glucose.
Article principal : Disaccharide

Les disaccharides sont des glucides formés par deux molécules de monosaccharides et, par conséquent, lorsqu’ils sont hydrolysés, produisent deux monosaccharides libres. Les deux monosaccharides sont reliés par une liaison covalente appelée liaison glycosidique, à la suite d’une réaction de condensation impliquant la perte d’un atome d’hydrogène d’un monosaccharide et d’un groupe hydroxyle de l’autre monosaccharide, avec la formation consécutive d’une molécule de H2O, de sorte que la formule des disaccharides non modifiés est C12H22O11.

Ils sont des solides cristallins, solubles dans l’eau, peu solubles dans l’alcool, insolubles dans l’éther, au goût sucré, optiquement actifs.

Molécule de saccharose (sucre commun).

Certains disaccharides communs sont :

  • Saccharose. Il s’agit du disaccharide le plus abondant et de la principale forme sous laquelle les glucides sont transportés dans les plantes. Il est composé d’une molécule de glucose et d’une molécule de fructose. Le nom systématique du saccharose, O-α-D-glucopyranosyl-(1→2)- β-D-fructofuranoside, indique quatre choses :
    • Les monosaccharides constitutifs sont le glucose et le fructose.
    • Disposition des molécules dans l’espace : le glucose prend la forme pyranose et le fructose un furanose.
    • Union des monosaccharides : le carbone anomérique un (C1) de l’α-glucose est lié en alpha au C2 du fructose formant le 2-O-(alpha-D-glucopyranosyl)-beta-D-fructofuranoside et libérant une molécule d’eau.
    • Le suffixe -oside indique que le carbone anomérique des deux monosaccharides participe à la liaison glycosidique, il n’a donc pas de pouvoir réducteur. La liaison est dicarbonyle, car les carbones anomériques des deux oses participent à sa formation.
Disaccharides d’intérêt biologique.

  • Lactose. C’est le sucre du lait. Il s’agit d’un disaccharide composé d’une molécule de galactose et d’une molécule de glucose ; il est naturellement présent uniquement dans le lait. Le nom systématique du lactose est O-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose. Comme le carbone 1 du glucose est laissé libre, le composé est réducteur et possède des formes alpha et bêta. Les personnes intolérantes au lactose ne peuvent pas digérer ce sucre (ou le digèrent très difficilement), en raison d’une déficience en lactase, l’enzyme responsable de l’hydrolyse de la liaison O-glycosidique qui unit les deux oses.
  • Maltose. Également appelé sucre de malt, c’est un disaccharide formé par deux molécules de glucose reliées par une liaison α(1→4) ; il est obtenu par l’hydrolyse de l’amidon. Le maltose, possédant un groupe carbonyle libre, est un sucre réducteur, qui peut potentiellement être oxydé. Cet hydroxyle anomérique libre peut être soit α, soit β, et c’est ce qui donne au maltose sa caractéristique de mutarotation.
  • Isomaltose. Un disaccharide dont le nom systématique est α-D-glucopyranosyl-(1→6)-α-D-glucopyranose. L’isomaltose est obtenu par l’hydrolyse du glycogène et de l’amidon, homopolysaccharides de réserve, dans la ramification desquels deux D-glucopyranoses sont réunis par une liaison α(1→6). C’est également un sucre réducteur.
  • Cellobiose. Disaccharide constitué de deux molécules de glucose reliées par une liaison β(1→4) ; il est obtenu par l’hydrolyse de la cellulose. Son nom systématique est β-D-glucopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranose. Le cellobiose a un pouvoir réducteur.

OligosaccharidesEdit

Article principal : Oligosaccharide
Stachyose, un tétrasaccharide constitué d’un glucose, de deux galactoses et d’un fructose.

Les oligosaccharides sont composés de trois à dix molécules de monosaccharides qui sont libérées lors de l’hydrolyse. Cependant, la définition de la longueur que doit avoir un glucide pour être considéré comme un oligo- ou un polysaccharide varie selon les auteurs. Selon le nombre de monosaccharides dans la chaîne, on a des disaccharides (comme le lactose), des tétrasaccharides (stachyose), des pentasaccharides, etc.

Les oligosaccharides se retrouvent souvent liés aux protéines, formant des glycoprotéines, comme une forme courante de modification post-traductionnelle après la synthèse des protéines. Ces modifications post-traductionnelles comprennent les oligosaccharides de Lewis responsables des incompatibilités de groupes sanguins, l’épitope alpha-Gal responsable du rejet hyperaigu en xénotransplantation et les modifications O-GlcNAc.

Elles sont couramment présentes dans le lait humain, les fruits, les légumes et le miel, à la fois dans leur configuration libre et sous forme de glycolipides et de glycoprotéines.

PolysaccharidesEdit

Article principal : Polysaccharide

Les polysaccharides sont des chaînes, ramifiées ou non, de plus de dix monosaccharides, résultant de la condensation de nombreuses molécules de monosaccharides avec la perte de plusieurs molécules d’eau. Leur formule empirique est : (C6 H10 O5)n. Les polysaccharides représentent une classe importante de polymères biologiques et leur fonction dans les organismes vivants est généralement liée à la structure ou au stockage.

Les polysaccharides, contrairement aux lipides et aux protéines peuvent donner naissance à des polymères linéaires et ramifiés. En effet, les liaisons glycosidiques reliant les différents oses peuvent se produire sur n’importe quel groupe hydroxyle du monosaccharide. Cependant, la plupart des polysaccharides sont linéaires et ceux qui sont ramifiés sont sous des formes bien définies.

HomopolysaccharidesEdit

Les homopolysaccharides sont un type de polysaccharides qui sont constitués d’un seul type de monomères, d’oses ou de leurs dérivés, qui sont reliés entre eux par des liaisons O-glycosidiques. Parmi les homopolysaccharides, on peut distinguer ceux qui ont une fonction de réserve et ceux qui ont une fonction structurelle. Les homopolysaccharides reçoivent souvent un nom dérivé du type d’ose qui les forment : ainsi, l’amidon, le glycogène ou la cellulose peuvent être généralement regroupés sous le nom de glucanes (polysaccharides formés par l’union d’unités de D-glucose), tandis que les galactanes sont des polymères formés exclusivement par le galactose.

Homopolysaccharides à fonction de réserveEdit

Les homopolysaccharides les plus en vue ayant une fonction de réserve glycémique pour l’énergie dans les réactions métaboliques sont le glycogène et l’amidon :

Amylose. Vous pouvez voir qu’il s’agit de chaînes hélicoïdales linéaires.

  • L’amidon est la façon dont la plupart des plantes stockent les monosaccharides, c’est-à-dire que sa fonction est une réserve nutritionnelle dans les légumes. L’amidon est déposé dans les cellules, dans un organite appelé amyloplaste, formant des granules dont la forme et la taille varient selon la plante d’origine. L’amidon est le principal glucide de l’alimentation humaine. On le trouve en abondance dans le pain, le maïs, les céréales, les pommes de terre, le riz, les fruits, les produits laitiers tels que le lait et les yaourts, et certaines légumineuses. Bien que l’amidon puisse être synthétisé par la plupart des cellules végétales, le stockage de l’amidon dans les tubercules (comme les pommes de terre) et les graines se distingue par son abondance.

Il est composé de deux glucanes différents, l’amylose (linéaire) et l’amylopectine (ramifiée), qui sont tous deux des polymères de glucose, mais diffèrent par leur structure et leurs propriétés. En général, l’amidon contient environ 20 % d’amylose, le reste étant de l’amylopectine. Cette proportion varie selon l’origine de l’amidon. L’amylose et l’amylopectine sont toutes deux digestibles par les enzymes amylase et glucosidase, présentes dans la salive et le suc pancréatique. Amylose : Composé de 1 000 à 5 000 unités de D-glucose, donnant une masse moléculaire comprise entre 160 et 800 kDa. Les glucoses sont associés entre eux par des liaisons α(1→4) glycosidiques, formant de longues chaînes. Ce type de liaison permet une disposition hélicoïdale de la chaîne, enroulée autour d’un axe central. Chaque tour de l’hélice s’étend sur six unités de glucose. Les groupes hydroxyles des résidus monosaccharides sont disposés vers l’extérieur, laissant à l’intérieur de l’hélice un environnement relativement hydrophobe. Dans l’eau, les molécules d’amylose ont tendance à s’associer et à précipiter, c’est pourquoi elles ne forment pas de solutions stables. La réaction avec l’iode est utilisée pour reconnaître l’amidon (cette réaction chimique est connue sous le nom de test à l’iode). Le complexe amylose-iode est responsable de la couleur bleue intense, tandis que celui composé d’iode et d’amylopectine donne une coloration qui varie entre le rouge et le violet. Le diamètre interne de l’hélice d’amylose est suffisamment grand pour accueillir les molécules d’iode. Cette coloration disparaît au chauffage, car la structure produite est brisée.

Amylopectine : Elle a une taille moléculaire plus importante que l’amylose ; elle peut atteindre des masses de 100 millions de Da, ce qui implique la polymérisation de plus de 600 000 glucoses. La structure de base est similaire à celle de l’amylose, c’est-à-dire qu’elle est constituée de glucoses reliés par des liaisons α-glycosidiques (1→4), mais elle s’en distingue par la présence de branches. Les branches sont des chaînes linéaires d’environ 24 à 26 glucoses liées entre elles par des liaisons glycosidiques alpha-1->4, qui sont reliées à une chaîne centrale de structure similaire, par liaison glycosidique du carbone 1 du premier glucose au carbone 6 d’un glucose de la chaîne principale (liaison alpha-1->6). Les branches sont séparées les unes des autres par une dizaine d’unités de glucose de la chaîne sur laquelle elles sont insérées. Des branches primaires naissent des branches secondaires par des liaisons alpha 1->6, et de celles-ci, des branches tertiaires qui ont une extension de 15 à 16 unités. Le schéma de la figure 1-21 indique la structure possible de l’amylopectine. Lorsque l’amidon est chauffé dans l’eau, l’amylopectine forme des solutions très visqueuses. Les nombreux groupes hydroxyle à la surface de la molécule attirent l’eau et un gel stable (pâte d’amidon) se forme. Les différences structurelles entre les molécules d’amylose et d’amylopectine déterminent la coloration du complexe avec l’iode ; l’amylopectine donne une couleur violette. L’amidon n’a pas de pouvoir réducteur, les liaisons glycosidiques des molécules d’amylose ou d’amylopectine bloquent les fonctions aldéhydes potentielles (sauf une à une extrémité de la chaîne principale). L’amidon contenu dans les aliments est dégradé par les enzymes des sucs digestifs pour libérer ses unités constitutives. Seuls les monosaccharides peuvent être absorbés par la muqueuse intestinale et utilisés par l’organisme.

Structure du glycogène.

  • Les animaux utilisent le glycogène qui est employé comme réserve d’énergie de longueur moyenne, il est structurellement similaire à l’amylopectine mais plus densément ramifié (en moyenne, tous les 8 à 12 monosaccharides sont ramifiés). Les propriétés du glycogène lui permettent d’être métabolisé plus rapidement, ce qui convient à la vie active des animaux à locomotion.

Le foie et les muscles sont les tissus les plus riches en glycogène. C’est un polymère d’α-D-glucoses très similaire à l’amylopectine, c’est-à-dire qu’il présente une structure ramifiée, avec des chaînes linéaires de glucoses liées par des liaisons α(1→4), insérées dans d’autres par des liaisons α(1→6). Sa masse moléculaire atteint des centaines de millions de Da. Les branches sont séparées par moins de dix unités de glucose de la chaîne à partir de laquelle elles sont insérées. La figure 1-22 montre un schéma d’un segment de la molécule. Comme sa structure est très compacte en raison de la proximité des branches, elle ne forme pas de gels car il ne reste pas d’espace pour retenir l’eau ; l’amylopectine, en revanche, avec sa structure ramifiée plus ouverte, fixe davantage d’eau. Les solutions aqueuses de glycogène sont d’apparence opalescente. Il donne une couleur rouge acajou avec l’iode ; il est non réducteur.

Cellulose.

Homopolysaccharides à fonction structurelleEdit

La cellulose et la chitine sont des exemples de polysaccharides structurels. La cellulose forme la paroi cellulaire des plantes et d’autres organismes, c’est la molécule organique naturelle la plus abondante sur Terre. La chitine a une structure similaire à celle de la cellulose, mais possède de l’azote dans ses branches augmentant ainsi sa résistance ; on la trouve dans l’exosquelette des arthropodes et dans les parois cellulaires de nombreux champignons, elle se caractérise comme un polysaccharide modifié, tenace et dur.

La cellulose est constituée de plus de 10 000 unités de glucose liées par des liaisons β(1→4) glycosidiques. Sa structure est linéaire, sans ramification. La différence de géométrie des liaisons α(1→4) et β(1→4) est responsable de la conformation différente des molécules d’amylose et de cellulose, bien que toutes deux soient des polymères linéaires de glucose. Dans les liaisons β(1→4) de la cellulose, chaque unité de glucose tourne de 180° par rapport à la précédente. Cela permet la formation de longues chaînes rectilignes, stabilisées par des liaisons de type pont hydrogène. En revanche, les liaisons α(1→4) de l’amylose favorisent la conformation hélicoïdale. Les brins de cellulose sont regroupés en faisceaux parallèles qui forment des microfibrilles d’une grande résistance physique. De nombreuses liaisons hydrogène entre les chaînes voisines contribuent à cette force. Les sucs digestifs humains ne possèdent pas d’enzymes capables de catalyser l’hydrolyse des liaisons bêta-glycosidiques et, pour cette raison, la cellulose ne peut être utilisée comme nutriment. La cellulose qui entre avec les aliments végétaux n’est pas modifiée lors de son transit dans le tractus intestinal. Dans les parois cellulaires végétales, les microfibrilles de cellulose sont immergées dans une matrice contenant d’autres polysaccharides et des protéines fibreuses. La composition de cette matrice varie d’un légume à l’autre et même d’une partie à l’autre d’une même plante ; on y trouve généralement des polysaccharides plus complexes et variables, tels que les hémicelluloses et les pectines.

Structure de la chitine.

La chitine (du grec χιτών, « tunique, revêtement ») est le deuxième composé organique le plus abondant sur Terre après la cellulose. Il a été découvert en 1811 par le chimiste français Henri Braconnot. La chitine est un homopolysaccharide constitué de molécules de N-acétylglucosamine liées entre elles par des liaisons β(1→4) O-glycosidiques. La chitine est disposée en feuillets semblables à ceux de la cellulose et, comme cette dernière, elle n’est pas digeste pour les vertébrés. La chitine est présente dans les exosquelettes des arthropodes, ainsi que dans la paroi cellulaire des champignons, entre autres structures.

Industriellement, la chitine est obtenue principalement par les crustacés car c’est la source la plus accessible, malgré son existence dans de multiples structures d’autres êtres vivants. L’industrie des mollusques, en particulier celle liée aux crustacés, génère une grande quantité de déchets nuisibles à l’environnement en raison de leur lente décomposition, ce qui, ajouté à des pourcentages relativement élevés de chitine, la rend idéale pour l’obtention et l’utilisation de ce biopolymère dans des activités industrielles pour son utilisation et sa transformation en différents produits. Le chitosan, un biopolymère composé de résidus de N-acétylglucosamine et de glucosamine, se trouve naturellement dans les parois cellulaires de certaines plantes et de certains champignons (voir par exemple l’espèce Mucor rouxii). Industriellement, il peut être obtenu à partir d’une réaction de désacétylation chimique partielle de la chitine.

Ces deux biopolymères sont connus depuis l’Antiquité (la chitine a été retrouvée dans l’exosquelette des trilobites, dès l’ère paléozoïque) Aujourd’hui, tous deux ont de nombreuses applications dans divers domaines grâce à son abondance, et sont utilisés dans les produits pour les soins des cheveux et de la peau, car ils ont des propriétés hydratantes qui empêchent le dessèchement de la peau.

Autres homopolysaccharides et hétéropolysaccharidesModifier

Les autres polysaccharides comprennent la callose (un bêta-glucane d’origine végétale, composé de molécules de glucose liées par des liaisons β-1,3), la laminarine (un glucane de réserve caractéristique des algues brunes formé par des liaisons β-1,3 et β-1,6 dans le rapport 3 :1), la maltodextrine (polysaccharide résultant de l’hydrolyse partielle de l’amidon, utilisé comme additif dans l’industrie alimentaire), les xylanes (groupe d’hémicelluloses présent dans les parois cellulaires des plantes et de certaines algues) et les galactomannanes (polysaccharides constitués d’un squelette de mannose et de branches latérales de galactose).