ETUDE DES GLYCOLIPIDES ISOLES D’ORGANISMES MARINS

Généralités sur les glycolipides

 Introduction 

Les glycoglycérolipides ont été découverts il y’a plus d’une cinquantaine année. Les glycolipides sont connus depuis très longtemps. Ce n’est qu’en 1973 que les premiers glycolipides marins ont été isolés dans le cyanobacterium [6]. Les glycolipides sont des constituants des membranes des cellules animales et végétales. On leur attribue un rôle physiologique important (rôle protecteur, de réserve glucidique, etc..). L’importance des glycolipides est aussi connue dans l’établissement de nouveaux critères chimiotaxonomiques notamment pour les algues [5]. Les glycolipides sont des constituants lipidiques de la membrane du chloroplaste, on retrouve les glycoglycérolipides dans toutes les plantes supérieures, les algues, les échinodermes, les éponges etc. On remarque les glycolipides par leur activité biologique particulièrement les sulfoquinovosyldiacylglycérols et les sphingoglycolipides.

Définition des glycolipides 

Les glycolipides (ou saccharolipides) résultent essentiellement de l’amidification d’acide gras par une sphingosine ou de l’estérification d’acides gras par un glycérol en position 1 et 2. L’ensemble est lié aux résidus glucidiques par une liaison glycosidique, formant la structure moléculaire compatible avec les bicouches lipidiques des membranes biologiques [8]. Les glycolipides les plus courants sont les acyles de glucosamine et du lipopolysaccharide des bactéries à Gram négatif [8 ; 9]. Les galactolipides sont un type de glycolipide dans lequel l’ose lié est le galactose. Ils sont différents des glycosphingolipides puisque l’azote ne rentre pas dans leur composition. Ils constituent la majeure partie des lipides membranaires des plantes. Les diacylglycoglycérides, comme des diacylphosphoglycérides, dérivent du glycérol par estérification en position 1 et 2 du glycérol par un acide gras. Par contre, la position 3 du glycérol est reliée par une liaison glycosidique à des carbohydrates tels que le galactose. Ils sont très abondants dans les membranes photosynthétiques des algues et des plantes. A titre d’exemple, les monogalactosyldiacylglycérols et digalactosyldiacylglycérols constituent la moitié des lipides de la membrane du thylacoïde. On trouve beaucoup plus rarement ces lipides dans le monde animal. La partie glycosidique confère à ces lipides amphiphiles un caractère d’autant plus polaire qu’elle est importante. Citons un troisième glycolipide le sulfolipide qui comprend un groupement sulfonate. Il est présent en faible quantité dans les membranes photosynthétiques [3 ; 10 ; 11]. Figure 2 : Glycéroglycolipides

 différents types de glycolipides 

On distingue deux grandes familles de glycolipides selon qu’ils possèdent ou non un atome d’azote. Parmi ceux qui n’en possèdent pas, les glycoglycérolipides sont construits à partir d’une molécule de glycérol qui est reliée à un nombre variable de sucres, la partie aglycone étant liée à une ou deux chaînes grasses par une liaison éther ou ester. Il existe des glycoglycérolipides sulfatés sur la partie glucidique, en général en position 6. Les glycolipides azotés se construisent à partir d’une « base sphingoïde qui n’est pas toujours la sphingosine elle – même, et qui liée à une chaîne grasse par une liaison amide, l’ensemble 8 formant un céramide. Les glycosylcéramides, 1- α ou 1- β, portent le nom de cérébrosides ou glycosphingolipides. Les gangliosides sont des glycolipides acides dont les chaînes oligosaccharides sont terminées par des résidus d’acide sialique. Il est intéressant de préciser que les glycolipides des membranes des érythrocytes (globules rouges), définissent le groupe sanguin de l’individu . Il existe deux types de glycolipides, à savoir les glycéroglycolipides et les sphingoglycolipides. Figure 3 : Les différents types de glycolipides 

 Les glycéroglycolipides

 Les glycéroglycolipides ont un composant commun le glycérol, et les molécules de sucres sont directement ou indirectement liées au glycérol par une liaison osidique. Les glycéroglycolipides sont largement présents dans les algues vertes et des plantes supérieures aux bactéries, dans le chloroplaste.Figure 4 : MGDG

 Les sphingoglycolipides

 Les sphingoglycolipides sont des dérivés des céramides associés à des sucres par l’intermédiaire d’une liaison glycosidique sur l’alcool primaire du céramide. Ces sucres peuvent varier d’un simple monosaccharide à des oligosaccharides plus ou moins complexes. Certains possèdent en plus des molécules d’acide sialique (acide – N – acétylneuraminique) 9 branchées sur la chaîne oligosaccharidique. Ces sphingoglycolipides constituent la classe des gangliosides [9]. Tous les sphingoglycolipides sont localisés principalement dans la monocouche externe de la bicouche lipidique des membranes plasmiques. Ils sont insérés dans la bicouche par la partie hydrocarbonée. Ils sont présents, le plus souvent en faible quantité dans les membranes. Il existe des exceptions. C’est le cas du monogalactosylcéramide qui est un lipide abondant dans la myéline .Les sphingoglycolipides sont impliqués, du fait de leur partie saccharidique, dans de nombreuses fonctions de reconnaissance (par exemple, les sphingoglycolipides des globules rouges sont responsables de la spécificité des groupes sanguins). Par ailleurs, certains virus utilisent la partie saccharidique comme ancrage précédent à l’infection [10 ; 13] Figure 5 : Sphingoglycolipide 

Répartition des glycolipides

 Les glycolipides sont répartis en 4 catégories : – les acylaminosucres ; – les polysaccharides d’acylaminosucres ; – les acyltréhaloses ; – les polysaccharides d’acyltréhaloses. 

 Les acylaminosucres 

Les sucres aminés (ou osamines) sont des oses dont la fonction alcool (-OH) a été substituée par l’amine (-NH2). Les osamines le plus répandues sont les hexosamines, dérivées du glucose ou du galactose par substitution sur C2. La plus connue est la glucosamine obtenue à partir du glucose. Par la même substitution on obtient la galactosamine ou la mannosamine, respectivement à partir du galactose ou du mannose. Les osamines, pour participer à l’édification des molécules complexes telles que les mucopolysaccharides, doivent être sous une forme activée qui est synthétisée à partir de l’ose .Plusieurs antibiotiques contiennent des sucres aminés dans leur molécule. Ainsi, l’érythromycine contient un sucre diméthylaminé. 10 Lorsque le groupement hydroxyle est acétylé, on obtient les N – acétyl – osamines comme la N – acétyl galactosamine ou la N – acétylglucosamine. Les osamines cumulent les propriétés des oses (réducteurs, formation de cycle…) et des amines (basiques)

les polysaccharides d’acylaminosucres

 Les polysaccharides d’acylaminosucres sont obtenus par la réaction entre le polysaccharide et la N – acétylglucosamine en formant une liaison osidique. Les polysaccharides, ou polyholosides ou polyosides sont formés par l’enchaînement de plus de dix restes d’oses. Ce sont des composés généralement macromoléculaires, non réducteurs, qui peuvent être homogènes. Leur hydrolyse ne libère alors qu’une seule variété d’oses ou des oses mixtes: – les premiers sont répartis d’après l’ose qui est condensé. Exemple arabanes, xylanes glucosanes. – les seconds sont subdivisés en polyholosides mixtes et polyholosides des glycoprotéines, ces derniers étant toujours associés à une fraction protéique plus ou moins importante 

les acyltréhaloses 

Le tréhalose (α – D – glucopyranosyl – α – D – glucopyranoside ou α, α – tréhalose ou α – D dihydraté) est un sucre, et plus précisément un diholoside (ou disaccharide) non réducteur. A la différence du saccharose composé d’une molécule de glucose liée à une molécule de fructose, le tréhalose est composé de deux molécules de glucose liées par une liaison α, α – 1, 1 (ou 1, 1 – α – glucosidique) particulièrement stable [4 ; 10]. Figure 6: Tréhalose L’une des 2 fonctions alcool primaire peut être oxydée en fonction acide carboxylique. Les diholosides non réducteurs sont ceux dont aucun OH hémiacétalique n’est libre, il est mis en jeu dans la liaison osidique. 

les polysaccharides d’acyltréhaloses

 Ce sont des molécules, qui proviennent de la réaction entre les polysaccharides et les acyltréhaloses en éliminant une molécule d’eau pour former une liaison osidique. 

Glycolipides isolés des organismes marins de la côte sénégalaise

 Le premier glycolipide étudié de la côte sénégalaise est isolé d’éponge Trikentrion Lœve Carter. Il s’agit d’un éther glycolipide original [15]. Figure 7:glycolipides Dans ce travail nous présentons les glycolipides isolés de deux algues rouges des côtes sénégalaises (Meristotheca senegalensis et Caulacanthus ustulatus) et du cnidaire Alcyonium sp.

 Les glycéroglycolipides marins 

Les glycéroglycolipides marins isolés appartiennent à quatre familles : le monogalactosyldiglycéride (MGDG), le digalactosyldiacylglycérol (DGDG), les sulfolipides désignés par SQDG (sulfoquinovosyldiacylglycérol) et sulfoquinovosylmonoacylglycérol (SQMG). Les premiers sont obtenus à partir de l’algue rouge Meristotheca senegalensis et le dernier, isolé de l’algue rouge Caulacanthus ustulatus. On les trouve exclusivement dans les algues et les cyanobactéries. Il faut cependant noter qu’on ne constate pas une grande variété structurale dans les glycolipides marins . Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles sont dépourvues de tige, de racine, de feuille ou de fleur. Ces algues sont très présentes dans le littoral sénégalais surtout au mois de Mars et se répartissent en deux points précis : de Dakar à Rufisque et de Mbour à Palmarin (Morelle). Les algues présentent beaucoup d’intérêt notamment dans l’industrie pharmaceutique et dans l’industrie agroalimentaire [3 ; 16]. L’utilisation des algues marines à des fins thérapeutiques est loin d’etre un phénomène nouveau. Longtemps utilisées par la medecine traditionnelle chinoise, elles ont été prescrites dans les régions côtières pour remédier à certaines affections rhumatismales, pulmonaires ou thyroïdiennes. Aujourd’hui, les extraits d’algues sont préconisés en phytothérapie pour corriger certains déséquilibres nutritionnels, tandis que de nombreuses spécialités pharmaceutiques.