Isoprénoïdes


Isoprénoïdes

Terpénoïde

Les terpénoïdes, qu'on appelle parfois isoprénoïdes, forment une classe large et diverse de composés organiques que l'on rencontre dans la nature, similaires aux terpènes, dérivant d'unités isoprène à cinq carbones assemblées et modifiées de milliers de façons.

La plupart de ces composés ont des structures multicycliques qui différent les unes des autres non seulement par les groupes fonctionnels, mais aussi par la structure basique de leurs squelettes hydrocarbonés. Ces lipides peuvent être trouvés dans toutes les classes de créatures vivantes, et constituent le plus large groupe de produits naturels.

Les terpénoïdes de plantes sont beaucoup utilisés en raison de leurs qualités aromatiques. Ils jouent un rôle dans les remèdes en herboristerie traditionnelle et font l'objet de recherche pour découvrir des effets antibactériens, antinéoplastiques ou autres effets pharmaceutiques.

Les terpénoïdes contribuent au parfum de l'eucalyptus, au goût de la cannelle, du clou de girofle et du gingembre et aux couleurs jaunes des fleurs. Parmi les terpénoïdes connus on peut citer le citral, le menthol, le camphre et les cannabinoïdes trouvés dans la plante de Cannabis.

Les stéroïdes et les stérols chez les animaux sont produits biologiquement à partir de précurseurs terpénoïdes. La liaison de protéines à des terpénoïdes a pour effet d'augmenter leur attachement à la membrane cellulaire ; cette modification post-traductionnelle s'appelle l'isoprénylation.

Sommaire

Structure et classification

Les terpènes sont des hydrocarbures résultant de la combinaison de plusieurs unités isoprène. Les terpénoïdes peuvent être considérés comme des terpènes modifiés, avec des groupes méthyles ajoutés ou enlevés, ou des atomes d'oxygène ajoutés (certains auteurs utilisent le terme "terpène" de façon plus large, en y incluant les terpénoides). Tout comme les terpènes, les terpénoïdes peuvent être classés selon leur nombre d'unités isoprène :

  • Monoterpénoïdes, 2 unités isoprène,
  • Sesquiterpénoïdes, 3 unités isoprène,
  • Diterpénoïdes, 4 unités isoprène,
  • Sesterterpénoïdes, 5 unités isoprène,
  • Triterpénoïdes, 6 unités isoprène,
  • Tetraterpénoïdes, 8 unités isoprène,
  • Polyterpénoïdes avec un nombre plus important d'unités isoprène,

Les terpénoïdes peuvent également être classés selon le nombre de structures cycliques qu'ils contiennent.

Biosynthèse

Il y a deux chemins métaboliques de synthèse des terpénoïdes :

Chemin de l'acide mévalonique

Beaucoup d'organismes produisent des terpénoïdes via le chemin de l'HMG-CoA réductase, ou chemin de l'acide mévalonique, qui conduit également au cholestérol. Les réactions ont lieu dans le cytoplasme. Le chemin a été découvert dans les années 1950.

Chemin MEP/DOXP

Le chemin du 2-C-méthyl-D-érythritol 4-phosphate/1-déoxy-D-xylulose 5-phosphate (MEP/DOXP), aussi appelé chemin non-mévalonate ou chemin indépendant de l'acide mévalonique, se déroule dans les chloroplastes des plantes, chez les protozoaires apicomplexiens et chez beaucoup de bactéries. Il a été découvert à la fin des années 1980.

Le pyruvate et le glycéraldéhyde-3-phosphate sont convertis par la DOXP synthase (Dxs) en 1-déoxy-D-xylulose 5-phosphate, et par la DOXP réductase (Dxr, IspC) en 2-C-méthyl-D-érythritol 4-phosphate (MEP). Les trois étapes réactionnelles subséquentes catalysées par la 4-diphosphocytidyl-2-C-méthyl-D-érythritol synthase (YgbP, IspD), la 4-diphosphocytidyl-2-C-méthyl-D-érythritol kinase (YchB, IspE), et la 2-C-méthyl-D-érythritol 2,4-cyclodiphosphate synthase (YgbB, IspF) médient la formation de 2-C-méthyl-D-érythritol 2,4-cyclopyrophosphate (MEcPP). Finalement, le MEcPP est converti en (E)-4-hydroxy-3-méthyl-but-2-ényl pyrophosphate (HMB-PP) par la HMB-PP synthase (GcpE, IspG), et le HMB-PP est converti en isopentényl pyrophosphate (IPP) et en diméthylallyl pyrophosphate (DMAPP) par la HMB-PP réductase (LytB, IspH).

Produits finaux

L'IPP et le DMAPP sont les produits finaux dans les deux chemins métaboliques, et sont les précurseurs de l'isoprène, des monoterpénoïdes (molécule à 10 carbones), des diterpénoïdes (20 carbones), des caroténoïdes (40 carbones), des chlorophylles et de la plastoquinone-9 (45 carbones). La synthèse de tous les terpénoïdes de poids moléculaire plus élevé se passe via la formation de géranyl pyrophosphate (GPP), de farnésyl pyrophosphate (FPP), et de géranylgéranyl pyrophosphate (GGPP).

Bien que les deux chemins métaboliques (MVA et MEP) soient mutuellement exclusifs chez la plupart des organismes, des interactions entre eux ont été mises à jour chez les plantes et chez quelques espèces de bactéries.

Organisme Chemin métabolique
Eubacteria MVA ou MEP
Archaea MVA
Algae MEP
Plantae MVA et MEP
Animalia MVA
Fungi MVA

Voir aussi

Lien externe


Lipides

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