Le métabolisme primaire et secondaire des angiospermes

Université de Jijel Faculté des sciences

la recherche scientifique

Département d'écologie et environnement

.1-1l 4ib.

;.~

-

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme d'étude supérieur

Option: Biologie et physiologie végétale

Thème

e métabolisme primaire et secondaire des angiospermes

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. ~ Membre de jury :

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Benfridja Leila: Président

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⁾ Bouziane zahira: Examinatrice

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Mayache Boualem : Encadreur

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Présenté par:

Bibet Assia Naili Fariza

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Numéro d'ordre: ... .

~( ~ ~ ~~~)~~6"~ . ~~.~ ..

:NOus remercions << :Oieu

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qui nous a âonné lâ santé et lâ volimté âurant ces 4 années afin âétabtlr ·

ce yrésente mémoire.

:NOus tenons au yremier /leu d remercier notre encadreur

^_Mr

.:MJl.YJl.C.?ÎE :Jlouatéme _pour nous avoir dirigé âans îélâboration dé ce travai(' tout en lûi ex;pnmant nos _prefondi re!JJects.

:J.,rous remercions égatément:

Les .:Membres dé Jury :lle7!fril#a téilâ et :Jlouziane Zafiira qui nous ont fait îfionneur dé Juger et

examiner notre travaiC

·:NiJitS remercions Tous ceux qui ont contribué d lâ réatlSation dé ce travail avec tout té re!JJeCt que nous . dévons d tous tés enseignants qui nous ont assiSté . âurant toute notre formation scolâire et universitaire sans ouutler tés sacr!ftces dé nos _parents

Pariza & )lssia

DL: dose lethale

₅₀

dm

^{3 :}

décimetre

³

g: gramme

g/m : gramme/mole K: Kalvin

mg/Kg : milligramme / kilogramme n.m : nanomètre

0/o :

pourcentage

INTRODUCTION ... 1

CHAPITRE 1 : Synthèse bibl~ographique L es me a o 1 es pr1ma1res ...'t"b l"t . . ... .. 2

I. Définition ... · ... 2

II. Classification des métabolites primaires ... 2

1. Les glucide ... 2

1.1. Définition ... 2

1.2. Rôle des glucides ... 2

1.3. Classification des glucides ... 3

1.3.1.Les sucres simples ou oses ... 3

a. Définition ... 3

b. Classification ... : ... 3

b.1. Oses vrais ... : ... 3

b. 2. Oses possèdant des fonctions autre que la fonction alcool ou carboxyle ... 6

c. Propriétés des oses ... ~ ... 6

c.1. Propriétés physiques ... 6

c.2. Propriétés chimiques ... : ... 6 ·

1.3.2. Sucres complexes ou osides ... 7

a. Définition ... 7

b. Classification et structure ... ? b. l. Holosides ... 7

b.2. Hétérosides ... 9

2.Les lipides ... 10

·2.1. Définition ... : ... 10

2.2. Rôle des lipides ... ; ... 10

2.3. Classification des lipides ... 11

2.3.1. Les lipides vrais ... 11

M~ . a. Les acides gras ... :.· ... 11

a.1. Les acides gras saturés ... 11

a.2. Les acides gras insaturés ... .12

a.3. Propriétés des acides gras ... ~ ... 12

b.1. Les acylglycérols ... 13

b.2. Les stérides ... 13

b.3. Les cérides ... 13

b.4. Propriétés des lipides simples ... 14

2.3.2. Les lipides complexes ... 14

a.Les glycérophospliolipides ... .14

b. Les glyceroglycolipides ... 15

c. Les sphingolipides ... 15

3. Les acides aminés ... 17

3 .1. Définition ... ~ ... 1 7 3.2. Rôle des acides aminés ... 17

3.3. Classification des acides aminés ... 18

3.4. Les principes Propriétés des acides aminés ... 22

4. Les protéines ... 22

4.1. Définition ... 22

4.2. Rôle des protéines ... 23

4:3. Classification des protéines ... 24

4.4. Structure des protéines ... : ... 24

4.5. Propriétés des protéines ... 25

Chapitre II: Les métabolites secondaires ... ·: ... .27

I. Définition ... 27

II. Classification ... 27

1. Les composés phénoliques ... 27

1.1.Définition ... 27

1.2.Localisation ... 28

1.3. Rôle des composés phénoliques chez les plantes ... 28

1.4. Propriétés des composés phénoliques ... 29

.

.

1.5. Classification des composés phénoliques ... ·: ... 30

1.5.1. Les flavonoïdes ... : ... 30

a. Historique ... 30

b. Définition ... : ... 30 ·

c. Distnôution ét localisation ... 30

d. Structure générale ... 31

f. Rôle des flavonoïdes ... 33

1.5.2. Les tannins ... 33

a. Définition ... 33

b. Répartition et localisation ... 34

c. Structure et classification chimique ... .34

d. Propriétés biologiques des tannins ... 35

1.5.3. La lignine ... 35

l.5.4. Coumarines ... .' ... 36

a. Définition ... 36

b. Localisation et répartition ... 37

P . 't ' h . h. . 3 7 c. ropne es p ys1co - c 1m1ques ... . 2. Les huiles essentielles ... : ... 38 ·

2.1. Définition ... 38

2.2. Répartition et localisation ... 38

2.3. Structure et classification chimique ... 39

2.4. Rôle des huiles essentielles ... 39

2.5. Propriétés physico-chimiques ... .40

3. Les terpénoides ... ···.··· ... 41

3.1. Définition ... : ... 41

3 .2. Distribution et localisation ... · ... .41

3.3. Classification ... 41

3.4. Rôle des terpénoides ... ·: ... ... 44.

4. Les composés azotés ... 45

4.1. Définition ... 45

4.2. Les alcaloïdes ... 45

4.2.1. Historiques ... 45

4.2.2. Définition ... 45

4.2.3. Répartition et localisation ... .45

4.2.4. Classification ~es alcaloïdes ... .46

4.2.5. Rôle des alcaloïdes ... · ... 49

Conclusion ... ~ ... 50

Références bibliographiques ... 51

Figure 1 Schéma présentant quelques différentes structures des oses .•...•....•.... 5

Figure 2 Structure du maltose ...•... 8

Figure 3 Structure du saccharose ...•... 8

Figure 4 Structure de l'amidon ...•...•... 9

Figure 5 Certains acylglycérols ... 13

Figure 6 Exemple d'un stéride •.•.•...•..•...••.•••..••.•....•...•..••...••....••...••. 13

Figure 7 Structure générale d'un céride ...•... 14

Figure 8 Structure d'un glyceroglucolipide ...••.••...•...••.•.•.•.•••. 15

Figure 9 Structure générale d'un sphingolipide ...•...•...••...•• 15

Figure 10 Structure générale d'un acide aminé •...•.•...•...•....•...•...•.•.. 17

Figure 11 Les acides aminés aliphatiques ....••...•...•...•...•...•...•. 20

Figure 12 Les acides aminés cycliques ••..•...•.••.•...••...•...•.•..•••.•.•••. 21

Figure 13 Ionisation du groupement carboxylique d'un acide aminé ...•...•.•.•• 22

Figure 14 Squelette de base des flavonoïdes ...•...•....•.•...•....•...•.•.•.•... 31

Figure 15 Structure des différent sous- groupes des flavonoïdes ...••...•....• 32

Figure 16 Structure d'un tannins ...•...•....•..••... 35

correspondantes constitutives des lignines ... 36

Figure 18 : Structure générale de coumarine ...•...•...•... 37

Figure 19 : Structure chimique des huiles essentielles •....••.•..•...•...•.•...••...•••.• 39

Figure 20 : Structure d'isoprène et leur forme active ...•...•...•... 42

Figure 21 : Exemple de monoterpène simple et composé ....•...•...•...••...•....•.... 42

Figure 22 : La pyréthrine, un insecticide monoterpènique •....••...•... 42

Figure 23 : Sesquiterpènes insecticides ... 42

Figure 24 : Précocènesl et II, sesquiterpènes à activité antihormonale .•...•...•...•... 43

Figure 25 : Structure ent-gibbérellane ... 43

Figure 26 : Structure d'un tétratérpene ..•...•...••.••...•....•...•.•.•... 44

Figure 27 ~ycle contenant un azote ... 46

Figure 28 : 2cycles contenants l'azote ... 47

Figure28 : Hétérocycle aromatique-1 ... ... . 47

Figure29: Hétérocycle aromatique-2 ... 48

Figure30 : Structure de quelque alcaloïdes ... 48

Tableau 1 Certains acides gras saturés ... 11

Tableau 2 Certains acides gras insaturés ... 12

Tableau3 Classification des sphyngolipides ... -· ... 16

Le métabolisme (du grec: métabole, changement) est un processus très dynamique. Les

. .

molécules sont en continuel renouvellement, la composition d'une cellule à un instant donné est un équilibre entre synthèse et dégradation. L'essentiel des synthèses est orienté vers la production de molécules qui sont importantes pour la structure et le fonctionnement de la cellule. Cependant, chez les plantes, une quantité importante du carbone et de l'énergie est allouée à la synthèse de moléçules dont la fonction est moins claire. On peut distinguer deux types de métabolisme, métabolisme primaire et métabolisme secondaire.

)

Le métabolisme primaire c'est !'ensembles des réactions chimiques dans lequel les plantes utilisent la lumière et le arbo e -pour synthétiser leurs besoins nutritionnels qui s'appelle métabolites primaires.. ·

~ ~

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~ j)

Le métabolisme sec.ondaire est notamment l'ensemble des transformations chimiques, qui 1.1;tilisent les métabolites primaires pour synthétiser d'autres produits importants appelés les métabolites secondaires.

Ce travail est une synthèse bibliographique, par laquelle nous avons essayé de résumer les métabolites primaires et secondaires des plantes ; définitions, structures et rôles. Il comporte deux grands chapitres, ou nous avons traité dans le premier les métabolites primaires et dans le secorid les métabolites secondaires.

Les métabolites primaires

1. Définition :

Les métabolites primaires sont les molécules qui existent dans toutes les cellules végétales et sont nécessaires à la vie de la plante. Ils sont à la base de la machinerie moléculaire de la cellule.

Les glucides, les lipides et les acides aminés sont des exemples importants de métabolites primaires (Hopkins, 2003).

II. Les classes de métabolisme primaire 1. Les glucides :

1.1. Définition :

La plus grande partie des substances organiques est constituée par les glucides ; qui sont principalement synthétisés par les plantes et constituent, avec les lipides et les protéines, une part importante de la nourriture des animaux ·et de l'homme (Hopkins, 2003).

Les glucides ou encore appelé hydrate de carbone (en anglais carbohydrate) à cause de leur formule générique de base Cn (H20) "' sont des molécules organiques caractérisées par la présence de chaînons carbonés porteurs de groupements hydroxyles, et de fonctions aldéhydes ou cétoniques et éventuellement de fonction carboxyle ou amine (Touitou, 2005). Ce groupe comprend des sucres simples, les oses (monosaccharide) et leur dérivés (sucres acides, sucres nucléotides) et des composés formés d'assemblage macromoléculaire, les holosides (diholosides ou disaccharides, polyholosides ou polysaccharides) (Richter, 1993).

1.2. Le rôle des glucides :

Les glucides sont les biomolécules les plus abondantes de la plante, ils jouent au sein des êtres vivants un nombre de rôles très divers (Weinman et Méhul, 2004).

Au niveau extracellulaire, les glucides sous forme de fibres ou de gel joue un rôle structural, ils soutiennent et protégent les structures biologiques (la cellulose de la paroi des cellules végétales, · la chitine de l' exosquelettes des insectes et crustacés, la muréine de la paroi bactérienne, les glycosaminoglycanes du cartilage et des tendons), ils entrent dans la constitution des tissus.

Au niveau intracellulaire, les glucides jouent un rôle énergitique, ils sont des sources d'énergie.Cependant, le glucose est immédiatement dégradable, alors que l'amidon est utilisé comme une réserve énergétique.

Au niveau intercellulaire les glucides jouent un rôle fonctionnel, les glucoproteines et les glucolipides membranaires sont impliqués dans les processus de reconnaissance cellulaires (Moussard, 2006).

1.3. Classification des glucides :

Les glucides sont classés en deux grandes catégories en fonction de leur comportement en milieu acide et chaud :

1.3.1. Sucres simples ou oses : appelés aussi monosaccharides

~ Ils sont non hydrolysables et portent la plupart du temps ; de 3 à 7 atomes de carbone (triose, tétrose, pentose, hexose, heptose ).

~ Le monosaccharide est un polyol qui porte au moins 2 fonctions alcool primaires, et une fonction réductrice carbonylée :

• aldéhyde (-CHO) : dans ce cas l'ose est un aldose.

• cétose (C 0): dans ce cas l'ose est un cétose (Baratti, 2003).

a. Définition :

Les oses ou sucres simples sont des molécules comportant à la fois plusieurs fonctions . réductrices soit aldéhydiques ; soit cétoniques.

La classification des oses repose, d'une part, sur le nombre d'atomes de carbone de leurs molécules (trioses, tétroses, pentoses, hexoses et heptoses), et d'autre part, sur la nature de la fonction réductrice (aldose et cétose) (Weil, 2005).

- ^{- -}

b. Classification des oses :

On trouve deux catégÔries d' oses ; b. 1. Oses vrais :

• Trioses et tètroses :

Ces oses ont C3 et C4 qui sont des intermédiaires (phosphorylés) du métabolisme glucidique tel que: glycéraldéhyde -3 - Phosphate, D-érythrose, D- thréose.

3

• Pentoses:

• Aldopentoses : le plus important et le ribose qui intervient comme constituant des acides nucléiques (D- ribose).

• Cétopentoses : les principaux sont le D et L xylulose et le D et L ribulose.

• Hexoses:

• Aldohexoses : il existe seize isomère (8D et 8L).Les plus important sont le D glucose, D- Mannose, D et L galactose.

•

.

Cétohe~oses : le plus important est le fructose. .

• Heptoses : le sedoheptulose, intermédiaire métabolique (Barat_ti, 2003).

CHO

1

H.COl!

1

CHJOH

CHO ŒO

1 1

H.col! HO.CH

. 1 1

H.C-OH H.c-OH

1

Œ20H

~

J).El')1ir01f J).Jhrio:t

/\ /\

ŒO CHO Cl!O ŒO

1 1 1 1

H.C-Oi! J!O.C.H H.C-OH Hl).C.ff

1 1 1 1

H.C-Oi! H.C-Oi! HO.C.H HO.CH

1 1 1 1

H.C-OH H.C-OH H.c-OH H.(-Ol!

1 1 1 1

ŒpH Œpli ClljOH CHJOH

J).Riiosf D-.\rabino:e 1)..~)"lt~ J).L)"IGlt

/\ /\ ^/\ /\

CHO CHO CHO CHO

œo

œo ^{CHO ŒO}

1 1 1 1 1 1 1 1

H.c-Ol! HO.(',!! H.c-Oll HO.c.H H-COH Ho.c·H H.C-OH F.O.C·H

1 1 1 1 1 1 1 1

H.COH l!.c-OH HO.C·H HO.CH H.c-OH H.C-OH h'Q.C.H EO.C·H

1 1 1 1 1 1 1 1

Jl.COH H.c-OH !i.coH H.c-OH JID.C·H HO.C·H HO.C·H HO.C·H

1 1 1 1 1 1 1 1

H.c-OH H.c-OH H.c-0!! H.C-OH H.C-OH H.c-OE H·C-OH H.c-OH

1 1 1 1 1 1 1

CH)>H ŒaOH CH!OH ŒPH CJ!ilH Cij)H CH!OH CH;OH

Les aldéhydes

120H

c==o

1

H.C-OH

1

H-C.QH

1

CH10H

D-Ri'bulost

/ \

riOH ï-OH

c==o c==o

1 1

H-C-OH HO-C-H

1 1

H-C-OH H-C-OH

1 1

H-C-OH H-C-OH

1 1

Œ₂0H œ.OH D-Frudost

CHOH

1 1

c==o

1

CH10H

D-X}iulm

/ \

ŒhOH Œ,OH

1 . 1 -

c== 0 c==o

1 1

H.C-OH HO-CH

1 1

HO-C-H HO..C-H

1 1

H-C-OH H.C-OH

1 1

CH20H ŒiOH

D-Sorbost D-Tagato~t

Les cétoses Figure 1 : Schéma présentant quelques différentes structures des oses

(Weinman et Méhul, 2004).

5

b. 2. Oses·possédant des fonctio.ns autres que la fonction alcool ou carboxyle:

Tel que l'acide uronique, polyol, sucres aminés, acide sajdique, acide muramique (David, 1996).

c. Propriétés des oses :

c. 1. Propriétés physiques des oses :

• Les propriétés optiques de leurs solutions se limitent au modification de l'indice de réfraction et au pouvoir rotatoire, ils ne présentent pas d'absorption dans le visible ou l'ultraviolet.

• leur richesse en groupement hydroxyle leur confère des propriétés polaires capables de

multiplier les liaisons hydrogènes soit avec l'eau: ils ont très hydrosolubles, soit avec d'autres molécules comme les protéines.

. .

• leur structure est thermodégradable (caramélisation) .Cette. thermodégradabilité empêche la séparation par chromatographie (Barrati, 2003).

c. 2. Propriétés chimiques des oses :

Leurs propriétés chimiques sont caractéristiques du groupement hydroxyles alcooliques et du groupement carbonyles. On distingue :

•Les formations d'esters : les esters phosphoriques ont une très grande importance dans le métabolisme des glucides,le plus souvent c'est la fonction alcool primaire qui est estérifiée (fructose 6-p, glucose-6-p).

• L'alkylation : en présence d'agents alcalins et de sulfate ou d'iodure de méthyle, les hy4t'oxyles libres des os.es sont remplacés par des groupements methoxy (OCH3); l' alkylation ne porte pas sur les OH bloqués comme celui qui est engagé .dans le pont oxydique ou comme ceux qui sont, dans les molécules d'oligo ou de polysaccharide, conjugués par urie liaison glycosidique.

•L'oxydation des oses : la fonction aldéhydique ou cétonique des oses est susceptible d'être · oxydée ;aldose et cétose vont donc se comporter comme des réducteurs et ,en particulier, ils ont le pouvoir de réduire des sels métalliques (en solution alcaline) jusqu'au stade de métal ou jusqu'à un degré d'oxydation inférieur.

•L'action des acides concentrés : sous l'action d'un acide concentré et à chaud, l'aldose et les cétoses donnent naissance au furfural (dans le cas des pentoses), à un dérivé hydroxymethyle du furfural (dans le cas des he~oses) ou à l'acide furoique (dans le cas des acides uroniques, le glucose).

• Action de la phénylhydrazine : dans un premier temps, une molécule de phénylhydrazine réagit avec une molécule d'aldose ou de cétose, pour former une hydrazone, puis, en présence d'un excès de phenylhydra.?ine, on obtient une osazone. Ces osazones sont des produits cristallisés dont les caraètéristiques peuvent permettre d'identifier les oses.

•L'action alcool

Les oses existaient le plus souvent sous une forme cyclique semi - acétalique. L 'hydroxyle pseudo - aldéhydique ou pseudocétonique d'un ose peut encore réagir avec un hydroxyle alcoolique pour forme cette fois un acétal. (Weil, 2005).

1.3.2. Sucres complexe ou osides : a. Définition :

Les osides sont des substances dont l'hydrolyse libère un ou plusieurs oses (Weil, 2005).Ils sont des polymères <l'oses parmi _lesquelles on distingue les hétérosides dont l'hydrolyse libères des oses composés non glucidiques (aglycone), les holosides dont l'hydrolyse ne libère que des oses, et parmi ceux-ci les oligosides et les polyosides dont la différence· se situe au niveau du nombre de monomère formant les polymères (Baratti, 2005).Ils sont devisés en deux groupes :

•!• Holoside : son hydrolyse ne libère que des oses ; on distingue :

~ Oligosides : association de 2 àl 0 oses par des liaisons osidiques.

~ Polyoside: polymère formé de 10 à plusieurs milliers <l'oses:

•polyoside homogène (homo polyoside): pour un polymère d'un même ose.

•polyoside mixte (ou hétéropolyoside): pour un enchaînement d'unités différentes

•!• Hétéroside : son hydrolyse libère des oses et des composés non glucidiques (aglycone) (Baratti, 2003).

b. Classification et structure : b. 1. Holosides :

Ils sont donc constitués exclusivement <l'oses, selon le nombre de molécules <l'oses libérés lors de l'hydrolyse. On distingue des diholosides, tri-holosides ... etc. (Weil, 2005).

~ Oligosides:

• Diholosides : On distingue :

• Diholosides réducteurs : La fonction semi-acétalique de l'un des oses est engagée dans une liaison osidique avec un hydroxyle alcoolique d deuxième ose. Le caractère

7

réducteur du premier ose a disparus mais celui du deuxième ose subsiste ce qm confirme un pouvoir réducteur à la molécule de diholosides (Weil, 2005).

a·l).gluc:ose

Maltose

Figure 2: Structure du maltose (Raisonier, 2002).

• Les diholosides non réducteurs : Les deux oses sont liés par leurs fonction semi- acétalique, le diholoside n'a pas de pouvoir réducteur ce qui indique immédiatement quelle est sa structure.

Exemple: ·saccharose: c'e~t le plus répondus des holosides non réducteurs, c'est un osido-oside que l'on trouve dans de nombreuses plantes. Produit intermidière la photosynthèse, il est le vecteur glucidique dans les plantes, il est mise en réserves dans les tiges de la canne et dans les racines de betteraves. Il est formé par l'union d'une molécule de D-Glucose et d'une molécule de D-Fructose, · toutes deux engagées par leurs fonction semi-acétalique dans la liaison osidique (Touitou, 2005).

Figure 3 : structure de saccharose (Raisonier, 2002).

• Tri holosides : le plus répondu est le raffinose ; présent dans nombreus végétaux, et en particulier dans la betterave ou accompagné de saccharose, il est formé d'une molécule de galactose (forme paniques) liée par sont groupement réducteur a la fonction alcool

primaire d'une molécule de glucose, laquelle est engagée par sont groupement réducteur avec le groupement réducteur d'une molécule du fructose.

~ Polyosides: les polyholosides ou polysaccharides sont formés par condensation d'un grande nombres de molécules <l'oses soit toutes identique (Homo polyosides), soit de types différents (hétéro polyosides) (Weil, 2005).

•

Homo polyosides: il faut citée d'abord les glucosamines (formées uniquement d'unités de Glue.ose) ..

Exemple : Amidon : C'est la forme de réserves glucidiques chez les végétaux on les trouves en générale sous formes de graines d'amidon dont il est formées de deux constituants :

•!• L'amylose: qui représente (5 à 30 %) de l'amidon est solubles dans l'eau tiède et cristallisées par refroidissement.

•!• Lamylopictine: qui représente 70 à 95% de l'amidon donne à chaud un emp01s visqueux (David, 1996)

Figure 4 : structure de lamidon (Baratti, 2003).

• Hétéropoliosides :leur hydrolyse peut libérer,non soulement diffèrent monosaccharides neutres mais aussi des acides uroniques , des osamines et des acides sialiques .

b. 2. Hétérosides : ils résultent de la combinaison avec élimination de l'eau entre un groupe réducteur d'un ose ou d'un oside avec une plusieurs substances non glucidique appelé aglycone, cette aglycone peut participer à la liaison par :

• OH alcooliques ou phénoliques, se sont alors 0- hétérosides: les OH alcooliques peuvent être lié

à

une cyanhydrique ;. sont des hétérosides cyanogéniques et les hétérosides phénoliques : on peut citer:

o quinoniques: par exemple: l'arluitoside.

o caumarinique: par exemple: l 'esculoside.

o Polyphénolique : par exemple : les flavones.

9

• thiol : se sont alors de S- Hétérosides. on peut citer : extrait des crucifère comme la . sinigrosine.

• Groupement aminé; ce sont alors des N-hétérosides: on peut citer: comme les acides nucleiques ou les vitamines co-enzymes (David, 1996).

- - - -- --- ^- ----...__ ^-

2. Les lipides

2.1. Définition

~lors que la plus paft des 'familles de molécules de base du monde vivant sont définies par leur structures chimiques .Les lipides( du grec lipos, graisse) so.nt caractérisés par une propriété physique :la solubilité,ils sont des composés à solubilité nulle ou faible dans l'eau par contre élevée dans les solvants organiques non polaires(méthanol,chloroforme,cyclohexane ... )ce sont des · substances organiques naturelles forment un groupe très hétérogène de composés dont les structures · sont très différents.

Un lipide est une molécule : Soit complètement apolaire (lipide neutre), Soit bipolaire (molécule amphiphile ou amphiphipathique) (Touitou, 2005).

2.2. Rôle des lipides :

Les. lipid~s ont plusie?I's fonctions :

• Réserve énergétique : les angiospermes stockent ces lipides dans des inclusions huileuses, cette réserve offre des avantages par :

~ Leur catabolisme par oxydation qui s'accompagne d'une production d'énergie 2 fois plus grande de glucide.

~ Stockage de certains lipides se fait sous une forme physique compacte et sans eau.

~ Certains lipides (acylglycérols) sont une réserve à long terme de quelque mois.

• Composants structuraux de protection de la plante

~ Pellicule de fruits qui à un rôle de prévention contre l'évaporation, le développement de moisissures et l'infection par des parasites.

~ Paroi résistante

• Matériaux de structure des membranes biologique. ( Touitou, 2005).

2.3. Classification des lipides : 2.3.1. Les lipides vrais :

a. Les acides gras: sont des acides carboxyliques(R-COOH) dont le radical R est une chaîne aliphatique de type hydrocarbure de longueur variable qui donne à la molécule son caractère hydrophobe (gras) (Touitou, 2005).

La grande majorité des acides gras sont des mono carboxyliques, possèdent une chaîne linéaire avec un nombre paire de carbone et ils sont saturés ou insaturés avec un nombre de double liaisons maximal six, n'existe pas à l'état libre dans la nature, on les trouve sous la forme d'esters

avec ^lipid~ (Kessous, 2006).

- ^-

a. 1. Les acides gras saturés: la structure générale est: CH-(CH2) n-COOH. Ils ont des chaînes carbonées mobiles solides à température ambiante (Raisonier, 2002).

Tableau 1 : Certains acides gras saturés :

Longueur nC Nom systématique Nom courant de l'acide relative

12 n-dodécanoique Laurique (laurier) Chaîne 14 n-tétradécanoique Myristique (muscade) moyenne

16 n-hexadécanoique Palmitique (palmier)

20

. .

Arachidique n-1cosan01que

Chaîne 22 n-docosanoique béhénique

longue

. (Touitou, 2005)

l l

a.2. Les acides gras insaturés : ils représentent plus de la moitié des acides gras, ils possèdent: des acides mono insaturés (ldouble liaison) et des acides poly- insaturés

(plusieurs· doubles liaisons) (Baratti, 2002) .La plus parts de ces acides gras ont des longueurs de chaines de 16 à 20 C.En général:

~ La première ou la seule double liaison est établie entre les C9 et C 10

~ Les doubles liaison multiples ne sont pas conjuguées mais séparées par un groupe méthylène · ce qui les place, par exemple : en C9, C 12, C 15

~ Ont des chaînes carbonées plus rigides, sont liquides à température ambiante.(Raisonier, 2002).

Tableau 2 : Certains acides gras insaturés : Nom

nC Nom systématique courant ·Symbole

18 Octadécadiénoique Linoléique C18 :2(9,12)

18 Octadécatriénoique Linolénique C18 :3(19,15)

(Kessous, 2006).

a. 3. Propriétés des acides gras :

~ Chaque acide gras possède un point de fusion (température de fusion). Le poirit de fusion · augmente avec la longueur de la chaîne des acides gras saturés carbonés alors que la méthylation et l'instauration de la chaîne carbonée diminuent la température du point de fusion.

~ L'acidité libre des acides gras est un paramètre très important, son dosage est basé essentiellement sur le groupement carboxylique qui est rarement libre, il est utilisé comme indice de dégradation des corps gras (Borg et Reeber, 2004).

-~

-

b.Les lipides simples : encore appelés homolipides sont des corps ternaires (C.H.O), ils sont esters d'acides gras (Touitou, 2005).

b. 1. Les acylglycérols : Le glycérol est un triol, il pourra donc par estérification avec des acides gras donner des monoesters (monoacylglycérol), des diesters (diacylglycerol)

.

. et des triesters (triacylglycérol). Lorsque les molécules d'acides gras constituant le di ou Triester sont identiques, on parlera de di ou triacylglycérol homogènes, dans le cas contraire : di ou triacylglycérol mixtes (Richter, 1993).

(l) a THpH (2)

p

THOR (3) a CHpH

Glycérol

fH2-0-CO-R fH-0-CO-R

01₂0H a jl-digl;>teéride

{hotnagène)

fH2-0-CO-R

f

^{HOH f-Il:PH fH~-CO-R}

CH;z(JH

~-tootll)gfycériœ

CHpH u-monoglycéride

pr2- 0 -CO-R fH._0-CO-R CM₂-0-CO-R

trigtyoéride

{ll(lltU)~ne)

fH2-0-CO-R 1

fHOH

CH2-0-CO-R2 a. a;'-Oigl\•céride

(mine}

fH2-0-CO-R1 p i-O-CO-iti CH₂- 0- CO-R₃

trigtycéride

· (mkue}

Figure 5 : Quelques acylglycérols (Raisonier, 2002).

b. 2. Les stérides: ils résultent de l'estérification d'acide gras par des stérols. Les dérivés du noyau stéroïde, produit de la condensation de 4 cycles dont ! 'hydroxyle est une fonction alcool secondaire toujours à la même position, le plus représentatif est le cholestérol. (Touitou, 2005).

chdeSlérol 16'

Figure 6: exemple d'un stéride (Touitou, 2005).

b.3. Les cérides : sont des monoesters d'acides gras et d'alcool aliphatique à longue chaîne qui sont en général des alcools primaires à nombre paire de carbone saturés et non

ramifiés.(Touitou, 2005) .

13

,OH

"3(:-CCH:z)n-ç•

acidegra<i 0

+ HO-cu.,_--ccn.,\-_:VU . ctt

ak1oolgras

H.J:;-(CM2);-1f-~CH2-(CH2~CH3

céri<le O HaL~on ester

Figure 7: Structure générale d'un céride (Touitou, 2005).

b.4. Propriétés des lipides simples : les lipides simples sont insolubles dans l'eau et solubles dans les solvants organiques, ils forment des émulsions très instables dans l'eau, l'hydrolyse chimique par traitement acide libère l~s acides gras et le glycérol, mais en général de façon incomplète, les bases en solution alcoolique et à chaud coupent les liaisons esters des glycérides en libérant les acides gras sous leur formes de sels de sodium ou de potassium, ce phénomène est appelé saponification. (Kruh, 1989).

2.3.2. Les lipides complexes :

. Ces hétérolipides contie~t des groupes phosphates, sulfates ou glucidiques, ils sont classés par rapport à la molécule qui fixe les acides gras (Touitou, 2005).

a. Les glycérophospholipides : se sont les lipides les plus nombreux et les plus représentés.

On les trouve en concentrations importantes dans les membranes cellulaires. Les glycérophospholipides, composent de:

~ Alkényl phosphosphatides : ils se distinguent des diacylphosphatides par le fait que l'acide gras fixé sur la position 1 du glycérophosphate est remplacé par un aldéhyde gras, lié par une liaison éther oxyde éthylénique.

~ Alkylphosphatide : distingue des diacylphosphatides par le que l'acide gras en Carbone 1 est remplacé par un alcool gr~s liée par une liaison éther-oxyde.

~ ·Phosphonolipides : les phosphatides classiques sont remplacés presque totalement par des

phosphonolipides, ce type est caractérisé par une liaison phosphore-carbone. (Weil,_2005).

a.1. Propriétés des glycérophospholipides : un traitement acide à chaud agit sur les liaisons . esters et libére les acides gras et les autres constituants du phosphoglycéride alors que le traitement basique à chaud en solution alcoolique hydrolyse les liaison esters (saponification). Ils sont solubles dans les solvants organiques sauf l'acétone mais leur solubilité dans l'eau est très limitée. (Touitou, 2005).

b.Les glyceroglycolipides : les alcools des carbones C 1 et C2 du glycérol sont estérifiés par des · acides gras et l'alcool du carbone C 3 à la différence desglycérolipides, n'est pas estérifié mais il · est lié à un ose par une liaison glycosidique (avec le carbone anomérique de l'ose), formés à partir de la membrane interne des chloroplastes, ils forment presque la totalité des lipides de ces membranes. (Kruh, 1989).

jl-D-galootapyrat1Ql e .HpH

OH

l, Ul.iooyl-[ 13-0-galootosyl-l'-3]-. n-glycérol

Figure 8: Structure d'un glycéroglucolipide (Raissonier, 2002).

b.1.Propriétés des glycérophospholipides : La caractéristique la plus importante est la solubilité dans les

(Raisonier~ 2002).

solvants organiques par contre ces composés sont insolubles dans l'eau.

c. Les sphingolipides : sont des lipides dont !'acides gras est lié à une base azoté (sphingoide) à long chaîne (18 à 20C) par une liaison amide. (Raisonier, 2002).

La classification des sphingolipides est basée sur la nature du groupement R2 liée à !'hydroxyle :

bwle sphiugnide

Figure 9 : la structure générale d'un sphingolipide (Raisonier, 2002).

15

Tableau 3: classification des sphingolipides

Groupement R2 Nom

H Céramides

phosphate Céramie-1-p

Phosphocoline Sphingomilines Glucide Glycosphincolipides

'"

Ose cérébrosides

(Touitou, 2005)

c.1.Propriétés des sphingolipides: leur caractères le plus important est !'insolubilité dans l'eau et la solubilité dans les solvants organiques. (Weil, 2005).

1'

3.1. Définition :

Les acides aminés (ou aininoacides). sont des molécules qui possèdent: une fonction acide carboxylique et une fonction amine primaire, portées par un même atome de carbone .L'atome de carbone a (C2, Cl étant l'atome de carbone carboxylique). Ce sont des acides a aminés, ils sont . différent par la nature de la chaîne latérale (ou radical) plus de 300 acide aminés inventoriés : on distingue 20 acides aminés constitues des protéines naturelle (Moussard, 2006).

La structure générale est :

Fonction carboxylique

COOH ^y

Chaîn .... e---~-~

Latérale

I

carbone a

NH2

Jonction amine

Figure 10 : Structure générale d'un acide aminé '(Moussard, 2006) 3.2. Rôle des acides aminés : le rôle des acides aminés est multiple :

• s·tructural : ils sont· les monomères des protéines, leur nature l'ordre dans lequel ils s' enchaînement, leur rapports spatiaux mutuels, sont les déterminants de la structure et de la fonction des protéines.

• Energitique : ils peuvent être comme les glucides et les acides gras. Les acides aminés sont . des substrats énergiques.

• Métabolique: sont précurseurs plus ou moins directs de molécules d'intérêt biologique, leur catabolisme fournissant des atomes et groupements d'atomes utilisés lors de réactions de synthétisé.

• Fonctionnel : certains ont des propriétés biologiques importantes. Ils jouent souvent le rôle de messagers chimiques dans les communications entre cellules. (Volnet, 2004)

17

3.3. Classification des acides aminés:

Les acides aminés sont classés selon :

a. La polarité de la chaîne latérnle : on distingue :

. .

• Acides aminés polaires : une partie ionisable et l'autre non ionisable.

• Acides aminés non polaires.

b. Le squelette :

• Acides aminés aliphatiques (chaîne latérale linéaire)

• Acides aminés cycliques (chaîne latérale cyclique) (Guilloton et Quintard, 1999).

•!• Acides aminés aliphatiques : H C-NH +

21

³

coo-

Glycocolle

CH₃ HC-NH 1 +

1 3

coo-

Alanine

lsoleucine

(A chaîne hydrocarboné) Non polaire

1H20H HC-NH +

1

3

coo-

Sérine

CH₃ HO-*CH 1

H*C-NH 1 +

1 3

coo- Thréonine Polaire non ionisable

(À fonction alcool) SH

1

1H² HC-NH

C

1

oo- _Cystéine

Polaire non ionisable

19

Cl H₃ Radical mét:hyle

s

1

TH2

CH 1 2

H C - N H +

1

³

coo- Méthionine

Non polaire

(A Fonction soufrée)

Amine NH +

1 3

coo- l

CH₂

HC-NH

1

"'

1

³

coo-

Aspartique (Ionisable)

7H2

_Amide

CO

CH1 ₂

H C - N H 1 +

1

³

coo-

Asparagine

(Non ionisable)

coo- ^Acide

fHz 1

CH₂

H C - N H

1

+

1 ³

coo- Glutamate

(lonisable)

Amide

Glutamine

.

(Non ionisable) Polaires

(A fonction acide)

CH₂ CH1 ₂

CH1 ₂ 1 .

CH₂

HC-NH 1 +

1 3

coo-

Lysine

NH₂ NH₂

-..:;c..,.,-

+11 . c

ljlH

CH₂ CH 1 1 ² CH₂ HC-NH 1

coo-1 Arginine

H C - - N

Il ^{' H}

C - - N H

<(H

1

z

HC--NH _,_

1 . 3

coo- Histidine

(Polaires ionisables) (A fonction basique)

•!• Acides aminés cycliques :

---c~ H

HTI

^cp

__,,r

H C - - ~CH

c~

CH1 ₂

H C - N H 1 ....

loo-

³ Phénylalanine

H

H /C~

N-C ~CH

HC~ Il

^{Cf) 1}

c-c,hcH

1 ~~

CH₂ H HC-NH 1 +

1 3

coo-

Tryptophane

(Non polaires) (Non polaire)

<j>H Phénol

,,c~

H~

^<p

r

HC ... -:::::::-CH

c 1 CH₂ HC-NH 1 ⁺

1 3

coo- Tyrosine

(Polaire non ionisable)

(Aromatiques)

Figure 12 : Les acides aminés cycliques (Moussard, 2006) 3.4. Les principales propriétés des acides aminés :

a. Propriétés physiques

H₂C - - C H₂

'\

CH HC--NH

/

coo-

1

Proline

(Non polaire)

• Isomérie optique : tout les aminoacides à l'exception de la glycine qui a deux H sur le carbone

a,

ont un carbone

a

asymétrique (les quatre valences sont liées a des atome ou a des

groupements différents). On distingue ainsi pour chaque aminoacide un isomère D (NH2 a droite), et un isomère L (NH2 a gauche). Les aminoacides constitutifs des protéines sont tous

d l a. s éri e L

• .AbsorptiOn dans l'ultraviolet : l~s acides aminés présentent une absorption importante aux longueurs d'onde inférieur à 230 n.m en outre, certains d'entre eux absorbent entre_ 250-300 nm, en raison de la présence- dans leur chaîne R- de chromophores.

21

• Ionisation: touts les aminoacides possèdent au moins deux groupes ionisables, le carboxyle

.

.

et l'amine; ils sont amphotères:· le groupement carboxyle d'un aminoacide peut céder un proton et il apparaît un anion (Borg et Reeber, 2004) :

0 0

/ /

R-C/ R-C / +H+

"

^OH

"

^{0 (-)}

Figure 13 : Ionisation du groupement carboxylique d'un acide aminé (Borg et Reeber, 2004).

Le groupement. aminé peut fixer un proton et former un cation

b.Propriétés chimiques :

• Formation des sels : cette propriété peut être utilisée pour titrer les aminoacides, mais en raison de la faible dissociation du carboxyle, il faut aller à des pH élevés (environ 11 à 12).

Pour avoir la saturation totale (sauf si l'on titre en présence de formol).

• Décarboxylation : elle peut être réalisée en laboratoire mais elle est bien réalisée enzymatiquement dans les cellules (Guilloton et Quintard, 1999).

...- ---

4. Les protéines :

--

4.1. Définition :

Les protéines sont des polymères linéaires d'acides aminés unis par une liaison amide , dite liaison . peptidique, établie entre le groupement a~ carboxyle de l'un et le groupement a- aminé du suivant:

Extrémité Extrémité

N- Terminale liaison peptidique C- Terminale H2N-CH- ... HN-CH-CO-HN-CH-CO ... HN-CH-COOH

1 1 1 1

R1 R1 R1+1 RN

Résidu· n° : 1 résidu n°i· résidun° (i+l) résidun°: n

Deux acides animés unis par une liaison peptidique forment un dipeptide, trois acides aminés un tri- peptide, un petite nomb.re d'acide aminés, un oligopeptide, quelques dizaines d'acides aminés (n< 1 OO) un polypeptide au - delà une protéine. La plupart des p:t;otéines naturelles comptent entre 100 et 2000 résidus d'acides aminés. Le poids moléculaire moyen d'un résidu étant de 1 I°O daltons environs, le poids moléculaire de la plupart des protéines est compris entre 11000 et 220000 daltons (Moussard, 2006).

4.2. Rôle des protéines

Leur rôles sont multiples à savoir:

• Protection: comme les anticorps de l'immunité humorale défendent le soi (l'organisme) contre le non soi (les substances étrangères).

• Régulation.: les protéiqes participent à la communication intra- inter cellulaire qui permet la coordination du métabolisme au niveau de la cellule et entre les différents niveaux de l'organisation hiérarchique des organismes multicellulaires.

• Mouvement : comme l' actine et la myosine sont les protéines de la contraction musculaire, la dynéine est la protéine constituant les cils et flagelles qui sont les moyens de déplacement de · nombreuses cellules.

• Transport : les protéines intrinsèques (canaux) transportent ions et molécules à travers les membranes cellulaires.

• Energie: les protéines sont les réserve d'acide aminé en toutes les substances enérgitiques. (la protéine des graines qui nourrissent la descendance.

• Influx· nerveux: la rhodopsine est la protéine photaréceptrice des cellules en cône et en bâtonnet de la rétine.

• Enzyme : dans la conservation et la perpétuation de la structure vivante, ces catalyseurs de la réaction biochimique ont une place primordiale.

• Structure : les protéines soutiennent et protégent les structures biologiques : le collagène du . tissu conjonctif animal, la kératine des phanères, la tubuline des microtubules du cytoplasme (Weinman et Méhul, 2004).

23

4.3. Classification des protéines :

Les protéines sont classées :

a. selon leur composition, on distingue :

• ~es holoprotéines: ne sont composées que d'un seul acide aminé.

• Les hétéroprotéines: comportent en plus une partie non protéique (appelée groupement prosthétique) : glucide, lipide, acide nucléique, ions métalliques ...

b. selon leur forme globale :

~

• Les protéines globulaires: leur rapport axial (rapport de la dimension la plus grande à la dimension la plus petite) est inférieur à 10, elles sont sphéroïdes, solubles dans l'eau, elles ont été les plus étudiées car à cette catégorie appartient les enzymes et les hormones.

•

Les protéines fibreuses : leur rapport axial est supérieure à 10 : elles sont filiformes, insolubles dans l'eau. Elles jouent des rôles structuraux ou protecteurs (Kruh, 1989;

Moussard, 2006). ---- ___ ~ - - - -

-- - -

4.4. Structure des protéine~ :

a. Structure primaire: la structure primaire d'une protéine se définit par l'ordre de succession des acide aminés dans chaque chaîne polypeptidique et par la nature des liaisons existantes entre les . différentes chaînes. Les liaisons peptidiques sont donc à la base de la structure primaire, mais ce ne . sont pas les seules liaisons qui existent (Kruh, 1989).

La structure primaire donne à chaque protéine son -caractère propre, connue pour beaucoup de protéine, et joue un rôle biologique important (Richter, 1993).

b. Structure secondaire: la connaissance de la structure primaire d'un polypeptide ne suffit pas pour connaître sa structure exacte: la chaîne polypeptidique n'est en effet pas plane.

La plupart des protéines présentep.t des régions possédant une structure en hélice oo,que l'on peut facilement visualiser comme un enroulement autour d'un ·cylindre imaginaire formant une spirale régulière. Cette structure est stable grâce à de nombreuses liaisons hydrogènes existant entre . les groupements CO et NH des liaisons peptidiques. D'autres protéines ou régions de protéine

. .

présentent une conformation B, qui est une structure en feuillets successifs formant un angle entre eux. Cette structure est également stabilisée par des liaisons hydrogènes. Les coudes B sont des séquences de 4 acides aminées hydrophiles formant des plis stabilisés par une liaison hydrogène, à la surface de protéine (Borg et Reeber, 2004).

Les atomes de carbone oo sont tour à tour germent au-dessus et au-dessous ·du plan ciu · feuillet B).

Les feuillets plissés B sont : parallèles: si les deux brins sont orientés dans le même sens, ou antiparallèle : si les deux brins sont orientés en sens opposé. Ce dernier est le plus stable, les liaisons hydrogènes étant moins (distordues) (Moussard, 2006).

c. Structure tertiaire : les inter~ctions qui ont lieu entre les chaînes latérales des acides aminés (pont èlisulfure, interaction ionique, liaison hydrophobe) sont quant à elle responsables de l'apparition de la structure tertiaire; cette dernière est caractéristique des protéines fibrelloses n'ont pas de structure tertiaire .Leurs molécules s'assemblent dans un certains état secondaire. (Moussard, . 2006).

d. Structure quaternaire : certaines protéines sont oligomériques, formées de plusieurs chaînes polypeptidiques (appelées sous- unités ou protomères) dont l'organisation supramoléculaire définit la structure quaternaire.

Selon le nombre des sous - unités, elles sont dites di-, tri- tétra - métriques etc.... Si les sous- unités sont identiques, elles sont dites homopoly-mériques, si non elles ne sont pas identiques, elles sont dites hétéromériques. Cette'_{. .} structure est stabilisée par des liaisons hydrogènes; hydrophobes, voire ioniques entre les chaînes latérale's des résidus, mais, sauf .rarissi.~es ·~:C!pt~ jamais par des ponts disulfures. La structure quaternaire est obligatoire à la

fon~Y,~

^{à protéine}

(Kessous, 2006).

~ · \(~

_{,, ,,} ^{•· '\ \} _{l .. 1} ^·

À 1

4.5. Propriété des protéines: " .,

..,~ ·

^.

^{.! .}

. ~ 1

--~

...

^~

.-

• Solubilité: la solubilité dans l'eau des protéines est à ce point variable qui donne une classification reposant sur les différences de solubilité à été proposée certain protéines sont solubles dans l'eau pure, d'autres ne dissolvent qu'en présence de sels neutres ou encore lorsque le milieu est légèrement acide ou faiblement alcalin, d'autres enfin sont insoluble mêm,e dans ces diverses conditions.

• Pression osmotique: conciderons .deux compartiments séparés par une membrane perméable aux ions mais imperméable aux protéines, la présence d'une protéine dans l'un des compartiments provoquent une distribution inégale d'ions diffusibles de par et d'autre de la . membrane (alors qu'en l'absence de protéines on a une distribution égale à l'équilibre).

• Dénaturation des protéines: la conformation tridimensionnelle (structure primaire, secondaire, tertiaire et, le cas échéant, quaternaire) est le propre d'une protéine native. Cette

25

conformation peut être bouleversée, désorganisée; sans que soit rompue la moindre liaisons peptidique, par rupture uniquement des liaison qui permettaient à l'édifice de maintenir sa conformation dans l'espace; c'est ce qu'on appelle la dénaturation ; elle peut être provoquée · par toute une variété d'agents physiques ou chimiques à savoir : la chaleur, la radiation ultraviolette, les solvants organiques et la simple agitation. (Weil, 2005).

• Solubilité dans l'eau : un grand nombre de protéine sont solubles dans l'eau (se trouvent se forme d'ions polyvalents).

• Capacité de former des liaisons permanentes (entre enzyme et coenzyme) ou temporaire entre deux protéine) avec .d'autres molécules.

• Les protéines ont des structures semblables (Moussard, 2006).

Les Métabolites secondaires

1. Définition :

û es plantes produisent un grand nombre de composés, ces composés ne sont pas produits directement lors de la photosynthèse mais résultent des réactions chimiques ultérieures. On les

...

appelle les métabolites secondaires (Richter, 1993 ; Sevenet, 1994). Les métabolites secondaires des végétaux peuvent être définis comme des molécules indirectement essentielles à la vie des plantes, par opposition aux métabolites primaires qui alimentent les grandes voies dû métabolisme basal. Ces métabolites secondaires exercent cependant une action déterminante sur' l'adaptation des plantes à leur environnement. Ils participent ainsi, de manière très efficace, à la tolérance des · végétaux à des stress variés (attaques de pathogènes, prédations d'insectes, sécheresse, lumière UV .... ) (Colmar, 2007). Les plantes utilisent les métabolites primaires pour produire les métabolites secondaires (Hopkins, 2003).

II. Classification :

Les métabolites secondair.es sont répartis en deux classes chimiques ; les composés azotés qui comprennent les alcaloïdes et les glycosides, ils sont synthétisés à partir d'acides aminés, et les composés phénoliques qui ont un groupe hydroxyle sur un cycle aromatique. Ceux sont, la lignine, les flavonoïdes, les tanins (Nultsch, 1995). Il y a aussi les terpenoides et les huiles essentielles.

1. Les composés phénoliques :

Les composés phénoliques sont en effet des éléments importants, de qualités sensorielles (couleur; astringence) et nutritionnels des végétaux que consomme l'homme et leur intervention dans la santé est maintenant reconnue dans des domaines variés (Manchado et Cheynier, 2006).

1.1. Définition :

.Du point de vue chir:niquè, un composé phénolique est une molécule comprenant au moins

un noyau aromatique ou benzénique dont au moins un atome 4'hydrogène est remplacé par le groupement hydroxyle« OH». Les plantes disposent plusieurs voies réactionnelles pour synthétiser les cycles aromatiques des composés phénoliques. Pour les plantes supérieures (angiospermes) elles produisent l'acide cinnamique et la structure de type flavane (Richter, 1993 ; Nultsch, 1995).

1.2. Localisation :

Les polyphénols sont probablement, les composés naturels les plus répondus dans la nature on les trouve essentiellement d~s les cellules épidermiques des fruits et légumes ainsi que dans les fleurs de plusieurs plantes (Guignard.et al, 1985 ). L'ensemble des propriétés physico-chimiques des polyphénols végétaux fait des substances des écrans efficaces contre les rayons ultraviolets du soleil (Guignard et al, 1985).

1.3. Rôle chez les plantes:

~ Défense:

Deux groupes principaux de composés phénoliques constitutifs participent à la défense de la plante contre l'infection par les agents pathogènes :

1. Les barrières physiques : les tissus lignifies représentent des barrières mécaniques difficiles a franchir et ils opèrent selon une stratégie de contournement des structures correspondantes . Ces réactions aboutissent à la formation au niveau de la blessure d'un tissu cicatriciel résistant aux infections.

La cutine et la subérine sont des structures physiques efficaces pour bloquer le . parasite (Fleuriet et Macheix, 1984 ; Macheix et al, 1990).

2. Les barrières chimiques : les composés chimiques constitutifs solubles forment une barrière chimique efficace contre les agressions d'origine animale ou microbienne (Haslam, 1989). Parmi tous les composés phénoliques, l'acide salicylique joue simultanément un rôle important comme messager intracellulaire déclanchant l'induction de l'ensemble des mécanismes qui permettent à la plante de se défendre vis-à-vis des virus (cas des tabacs) (Klessig et Malamy, 1994 ; Kunel et Brooks, 2002).

~ Rôle biologique :

La capacité d'une espèce végétale à résister à l'attaque des insectes et des microorganismes et souvent corrélée avec la teneur en composés phénoliques. Les composés phénoliques vacuolaires présents dans la paroi jouent un rôle protecteur au cours de la sénescence, en relation avec leurs propriétés antioxydants et leurs capacités à moduler la division et le grandissement cellulaire.

La germination est généralement améliorée lorsque la teneur en phénols des graines diminue, soit au cours de l'évolution naturelle, soit à la suite de traitements appliqués aux graines (Macheix et al, 1990).

28

Certains composés phénoliques peuvent être responsables de la sensation d'amertume que présentent parfois les organes et produits végétaux. Exemple : les olives présentent forte amertume qui les rend impropres à la consommation directe (Haslam, 1989). Le principe majeur de cette amertume est un composé phénolique nommé «OLRUROPEINE» qui joue un rôle essentiel dans la qualité de fruits (Amiot et al, 1986) .

..

La composition de l'arome des fruits est complexe et les composés phénoliques y occupent généralement une place modeste dans cette composition (Macheix et al, 1990). Divers autres phénols volatils peuvent participer également à l'arome de différents fruits murs: Clou de girofle, · thymol de mandarine.

La plupart des pigments qui sont responsables de la coloration des fleurs sont des anthocyanes, des aurones et des chalcones. Ces pigments attirent les animaux (insectes et oiseaux) pollinisateurs par représentation des signaux visuels.

Les flavonoïdes pourraient jouer un rôle dans la chaîne d'oxydoréduction et modifier certaines réactions concernant la croissance, la respiration et la morphogenèse. Les flavonoïdes, dont l'adsorption en ultraviolet est importante protégent la plante vis-à-vis du rayonnement nocif.

Les flavonols jouent un rôle dans la formation du pollen, e(l'acide salicylique peut induire la floraison de certaines plantes de jours longs (Napoli et Taylor, 1992).

1.4. Propriétés des polyphénols :

Les polyphénols ont en commun les deux propriétés fondamentales suivante :

Propriétés réductrices : elles sont à la base de la capacité des polyphénols à piéger les espèces oxygénées réactives (activité antioxydante) et de leur capacité à s'oxyder. L'oxydation enzymatique des polyphénols est un phénomène important susceptible d'affecter la composition polyphénolique des aliments transformés et, p~ là même, leurs propriétés organoleptiques. L' autoxydation des polyphénols, génératrice d'éspèces oxygénées réactives, est une source potentielle de toxicité (effet pro-oxydant).

Propriétés complexantes : la complexation métallique des polyphénols est susceptible de limiter · l'absorption intestinale des ions métalliques d'importance biologique, en particulier ceux du fer · (effet antinutritionnel).C'est en revanche un mécanisme possible d'action antioxydante. La grande capacité des polyphénols à développer des interactions non covalentes (interactions de V an Der Waals et liaisons hydrogènes) leur confère une affinité minimale pour la plupart des protéines testées in vitro, outre les propriétés antioxydantes, des effets bénéfiques pour la santé ont été

démontrés. Les progrès accomplis dans l'étude de la biodisponibilité des polyphénols et l'analyse protéomique rendent vraisemblables des avancées significatives dans ce domaine au cours des prochaines années (Manchado et Cheynier, 2006).

1.5. Classification : 1.5.1. Les flavonoïdes : a. Historique : .

Le nom flavonoïde est dérivé du mot «flavus» en latin, qui signifie jaune, furent dÇcouverte en 1936 par le hongrois Szent Gyogui dans le zest de citron (Bruneton, 1993 ).

b. Définition :

Les flavonoïdes sont très importants et très étendus comprennent des composés de couleurs variés ou même incolores (Bonner et V amer, 1965). Ils sont généralement polyphénoliques, largement répondus dans le règne végétal avec plus de 4000 composés ayant des propriétés pharmaceutiques diverses. Ils sont toujours hydrosolubles, ils contribuent a la coloration par leur rôle de co-pigment (Guignard et al, 1985).

c. Distribution ·et localisatiOn :

Les flavonoïdes sont présent d'une manière générale dans toutes les plantes supérieures (angiospermes). Ils sont localisés dans les divers organes, racines, tiges, feuilles, bois, pollens, · fleurs et fruits.

En générale, les principales familles contenant les flavonoïdes sont :

)> les aurantiacées (écorces d'agrumes).

)> les rutacées (rue, tomate, saroasin).

)> les conifères (ginkgo, biloba).

)> les oléacées (cyprès frênes).

Les flavonoïdes se trouvent·généralement dans les vacuoles, parfois dans le cytoplasme (Hadjadj et Labeb, 1993).Ils se rencontrent parfois dans la cuticule foliaire (Bruneton, 1993).

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