HOMOPOLYSACCHARIDES: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, FONCTIONS, EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Les homopolysaccharides ou homoglycanes sont un groupe de glucides complexes classés dans le groupe des polysaccharides. Ceux-ci incluent tous les glucides qui contiennent plus de dix unités du même type de sucre.

Les polysaccharides sont des macromolécules essentielles composées de plusieurs monomères de sucres (monosaccharides) liés entre eux de manière répétée par des liaisons glycosidiques. Ces macromolécules représentent la plus grande source de ressources naturelles renouvelables sur terre.

Exemple d'unité de base d'un homopolysaccharide glucane (Source: Homopolysaccharide.svg: * Homopolysaccharide.jpg: Ccostellderivative work: Odysseus1479 (talk) Derivative work: Odysseus1479 via Wikimedia Commons)

De bons exemples d'homopolysaccharides sont l'amidon et la cellulose présents en grandes quantités dans les tissus végétaux et animaux et le glycogène.

Les homopolysaccharides les plus courants et les plus importants dans la nature sont constitués de résidus D-glucose, cependant, il existe des homopolysaccharides constitués de fructose, galactose, mannose, arabinose et d'autres sucres similaires ou dérivés de ceux-ci.

Leurs structures, tailles, longueurs et poids moléculaires sont très variables et peuvent être déterminés à la fois par le type de monosaccharide qui les compose, ainsi que par les liaisons avec lesquelles ces monosaccharides se lient les uns aux autres et la présence ou l'absence de ramifications.

Ils ont de nombreuses fonctions dans les organismes où ils se trouvent, parmi lesquelles se distinguent la réserve d'énergie et la structuration des cellules et des corps macroscopiques de nombreuses plantes, animaux, champignons et micro-organismes.

Caractéristiques et structure

Comme pour la plupart des polysaccharides, les homopolysaccharides sont des biopolymères très divers à la fois en fonction et en structure.

Ce sont des macromolécules dont le poids moléculaire élevé dépend essentiellement du nombre de monomères ou de monosaccharides qui les composent, et ceux-ci peuvent varier de dix à des milliers. Cependant, le poids moléculaire est généralement indéterminé.

Les homopolysaccharides les plus courants dans la nature sont composés de résidus de glucose liés entre eux par des liaisons glucosidiques de type α ou de type β, dont dépend fortement leur fonction.

Les liaisons α-glucosidiques prédominent dans les homopolysaccharides de réserve, car elles sont facilement hydrolysées enzymatiquement. Les liaisons β-glucosidiques, par contre, sont difficiles à hydrolyser et sont courantes dans les homopolysaccharides structuraux.

Caractéristiques des monosaccharides constitutifs

Il est courant dans la nature de constater que les polysaccharides, y compris les homopolysaccharides, sont composés de monomères de sucre dont la structure est cyclique et où l'un des atomes du cycle est presque toujours un atome d'oxygène et les autres sont des carbones.

Les sucres les plus courants sont les hexoses, bien que l'on puisse également trouver des pentoses et que leurs cycles varient en fonction de leur configuration structurelle, en fonction du polysaccharide considéré.

Classification des glucides

Comme mentionné précédemment, les homopolysaccharides font partie du groupe des polysaccharides, qui sont des glucides complexes.

Les polysaccharides complexes comprennent les disaccharides (deux résidus de sucre généralement liés ensemble par des liaisons glycosidiques), les oligosaccharides (jusqu'à dix résidus de sucre liés ensemble) et les polysaccharides (qui ont plus de dix résidus).

Les polysaccharides sont divisés, selon leur composition, en homopolysaccharides et hétéropolysaccharides. Les homopolysaccharides sont composés du même type de sucre, tandis que les hétéropolysaccharides sont des mélanges complexes de monosaccharides.

Les polysaccharides peuvent également être classés en fonction de leurs fonctions et il existe trois groupes principaux qui comprennent à la fois les homopolysaccharides et les hétéropolysaccharides: (1) structurels, (2) de réserve ou (3) formant des gels.

En plus des glucides complexes, il existe des glucides simples, qui sont des sucres monosaccharidiques (une seule molécule de sucre).

Les homopolysaccharides, les hétéropolysaccharides, les oligosaccharides et les disaccharides peuvent être hydrolysés en leurs monosaccharides constitutifs.

Caractéristiques

Le glucose étant la principale molécule énergétique des cellules, les homopolysaccharides de ce sucre sont particulièrement importants non seulement pour les fonctions métaboliques immédiates, mais aussi pour la réserve ou le stockage de l'énergie.

Chez les animaux, par exemple, les homopolysaccharides de réserve sont convertis en graisses, qui permettent de stocker des quantités d'énergie beaucoup plus importantes par unité de masse et sont plus «fluides» dans les cellules, ce qui a des implications sur les mouvements corporels.

Dans l'industrie, les homopolysaccharides structuraux tels que la cellulose et la chitine sont largement exploités à diverses fins.

Le papier, le coton et le bois sont les exemples les plus courants d'utilisations industrielles de la cellulose, et ceux-ci devraient également inclure la production d'éthanol et de biocarburants à partir de leur fermentation et / ou hydrolyse.

L'amidon est extrait et purifié à partir d'une grande variété de plantes et est utilisé à différentes fins, à la fois dans le domaine gastronomique et dans la fabrication de plastiques biodégradables et d'autres composés d'importance économique et commerciale.

Exemples

Amidon

L'amidon est un homopolysaccharide de réserve végétale soluble composé d'unités D-glucose sous forme d'amylose (20%) et d'amylopectine (80%). Les pommes de terre, le riz, les haricots, le maïs, les pois et divers tubercules se trouvent dans la farine.

L'amylose est composé de chaînes linéaires de D-glucoses liées entre elles par des liaisons glucosidiques de type α-1,4. L'amylopectine est composée de chaînes de D-glucoses liées par des liaisons α-1,4, mais possède également des ramifications liées par des liaisons α-1,6 tous les 25 résidus glucose, environ.

Glycogène

Le polysaccharide de réserve des animaux est un homopolysaccharide appelé glycogène. Comme l'amidon, le glycogène est composé de chaînes linéaires de D-glucoses reliées entre elles par des liaisons α-1,4 très ramifiées grâce à la présence de liaisons α-1,6.

Comparé à l'amidon, le glycogène a des ramifications pour dix (10) résidus de glucose. Ce degré de ramification a des effets physiologiques importants chez les animaux.

Cellulose

La cellulose est un homopolysaccharide structurel insoluble qui forme une partie fondamentale des parois cellulaires des organismes végétaux. Sa structure est constituée de chaînes linéaires de résidus D-glucose liées entre elles par des liaisons β-1,4 glucosidiques au lieu de liaisons α-1,4.

Grâce à la présence de liaisons β dans leur structure, les chaînes cellulosiques sont capables de former des liaisons hydrogène supplémentaires les unes avec les autres, créant une structure rigide capable de résister à la pression.

Chitine

Semblable à la cellulose, la chitine est un homopolysaccharide structural insoluble composé d'unités répétitives de N-acétyl-glucosamine liées entre elles par des liaisons glucosidiques de type β-1,4.

Comme pour la cellulose, ce type de liaison confère à la chitine des caractéristiques structurelles importantes qui en font un composant idéal de l'exosquelette des arthropodes et des crustacés. Il est également présent dans les parois cellulaires de nombreux champignons.

Dextran

Le dextran est un homopolysaccharide de réserve présent dans les levures et les bactéries. Comme tous les précédents, celui-ci est également composé de D-glucoses, mais majoritairement liés par des liaisons α-1,6.

Un exemple courant de ce type de polysaccharide est celui qui est présent de manière extracellulaire dans les bactéries de la plaque dentaire.

Références

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