5.13A : Biosynthèse des polysaccharides

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Termes clés

  • Polysaccharides : Les polysaccharides sont de longues molécules glucidiques constituées d’unités monomères répétées et reliées entre elles par des liaisons glycosidiques. Leur structure varie de linéaire à très ramifiée. Les polysaccharides sont souvent assez hétérogènes, contenant de légères modifications de l’unité répétée.
  • Gluconéogenèse : La gluconéogenèse (abrégé GNG) est une voie métabolique qui aboutit à la génération de glucose à partir de substrats carbonés non glucidiques tels que le pyruvate, le lactate, le glycérol et les acides aminés glucogènes.
  • glucosyltransférases : Les glucosyltransférases sont un type de glycosyltransférase qui permettent le transfert du glucose comme la synthèse du glycogène.

Les polysaccharides sont de longues molécules de glucides constituées d’unités monomères répétées reliées entre elles par des liaisons glycosidiques. Leur structure varie de linéaire à très ramifiée. Les polysaccharides sont souvent assez hétérogènes, contenant de légères modifications de l’unité répétée. Selon leur structure, ces macromolécules peuvent avoir des propriétés distinctes de celles de leurs blocs de construction monosaccharides. Elles peuvent être amorphes ou même insolubles dans l’eau.

L’un des éléments constitutifs les plus courants des polysaccharides est le glucose. Cependant, le glucose doit être sous ses formes activées. Il existe deux formes de glucose activé : L’UDP-glucose et l’ADP-glucose.

L’uridine diphosphate glucose (uracil-diphosphate glucose, UDP-glucose) est un sucre nucléotidique. Les composants UDP-glucose sont constitués du groupe pyrophosphate, du sucre pentose ribose, du glucose et de la nucléobase uracile. Il est utilisé dans le métabolisme des sucres nucléotidiques en tant que forme activée du glucose comme substrat pour des enzymes appelées glucosyltransférases. L’UDP-glucose peut également être utilisé comme précurseur des lipopolysaccharides et du peptidoglycane. L’ADP-glucose est généralement le précurseur de la production de glycogène chez les bactéries.

Figure : Structure de l’UDP-glucose : L’UDP-Glucose est constitué du groupe pyrophosphate, du sucre pentose ribose, du glucose et de la nucléobase uracile.

Lorsque les cellules sont cultivées sur une source de carbone différente du glucose, alors les polysaccharides sont synthétisés en utilisant une voie différente. La gluconéogenèse (en abrégé GNG) est une voie métabolique qui aboutit à la génération de glucose à partir de substrats carbonés non glucidiques tels que le phosphoénolpyruvate (PEP). Le PEP est formé à partir de la décarboxylation de l’oxaloacétate et de l’hydrolyse d’une molécule de guanosine triphosphate. Cette réaction est une étape limitant la vitesse de la gluconéogenèse.

Les bactéries pathogènes produisent couramment une épaisse couche de polysaccharide, semblable à un mucus. Cette « capsule » dissimule les protéines antigéniques de la surface bactérienne qui, sinon, provoqueraient une réponse immunitaire et conduiraient ainsi à la destruction de la bactérie. Les bactéries et de nombreux autres microbes, y compris les champignons et les algues, sécrètent souvent des polysaccharides par adaptation évolutive pour les aider à adhérer aux surfaces et les empêcher de se dessécher. Les humains ont développé certains de ces polysaccharides en produits utiles, notamment la gomme xanthane, le dextran, la gomme welan, la gomme gellan, la gomme diutan et le pullulan.