Système modèle de cristallisation de l'amylose A

Model system for the cristallization of A-amylose

• Auteur / Autrice : Nicole Montesanti
• Direction : Jean-Luc Putaux, Alain Buléon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique, moléculaire et structurale
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallisation

Amylose

Amidons

Résumé

L'AMIDON, PRINCIPAL GLUCIDE DE RESERVE DES VEGETAUX SUPERIEURS ET L'UNE DES SOURCES CALORIQUES MAJEURES DE L'ESPECE HUMAINE, SE PRESENTE SOUS LA FORME DE GRAINS MICROSCOPIQUES (1-100 MICRONS) CONSTITUES D'UN MELANGE DE DEUX HOMOPOL YMERES DE GLUCOSE, L'UN LINEAIRE (L'AMYLOSE) ET L'AUTRE RAMIFIE (L'AMYLOPECTINE). LA CRISTALLINITE DE L'AMIDON NATIF (DE L'ORDRE DE 35%) TROUVE SON ORIGINE DANS L'ORGANISATION EN GRAPPE DE L'AMYLOPECTINE. LES COURTES BRANCHES DE LA MACROMOLECULE FORMENT DES DOUBLES HELICES QUI S'ASSOCIENT LATERALEMENT POUR FORMER DES LAMELLES CRISTALLINES. LA CARACTERISATION DE CES CRISTALLITES DANS LE GRAIN A UNE ECHELLE LOCALE RESTE PROBLEMATIQUE. POUR ETUDIER LA CRISTALLISATION DE L'AMIDON, ON PEUT AUSSI CONCEVOIR DES SYSTEMES lN VITRO SIMPLIFIES OU« MODELES» ET S'INTERESSER AU COMPORTEMENT DE COURTES CHAINES DONT LE DEGRE DE POLYMERISATION EST D L'ORDRE DE CELUI DES COURTES BRANCHES DE L'AMYLOPECTINE. AU COURS DE CE TRAVAIL, NOUS AVONS PREPARE DES FRACTIONS DE COURTES CHAINES D'AMYLOSE PAR HYDROLYSE D'AMIDON NATIF ET PAR SYNTHESE ENZYMATIQUE lN VITRO. CES FRACTIONS EN SOLUTIONS AQUEUSES DILUEES ONT ETE CRISTALLISEES PAR DIFFUSION LENTE D'UN PRECIPITANT. NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DE PARAMETRES MOLECULAIRES (DEGRE DE POLYMERISATION, POLYDISPERSITE, TAUX DE BRANCHEMENT) OU OPERATOIRES (CONCENTRATION, TEMPERATURE, PRESENCE DE SUBSTRATS INDUCTIFS) SUR LE MODE DE CRISTALLISATION ET LA MORPHOLOGIE DES PRODUITS. UNE ANALYSE CRISTALLOGRAPHIQUE DETAILLEE DES MONOCRISTAUX PAR DIFFRACTION AINSI QU'UNE DESCRIPTION DE LEUR STRUCTURE LAMELLAIRE SONT AUSSI PRESENTEES.

STARCH, THE MAIN CARBOHYDRATE RESERVE OF HIGHER PLANTS AND ONE OF THE MAJOR SOURCES OF CALORIES lN THE HUMAN DIET, OCCURS lN THE FORM OF MICROSCOPIC GRANULES (1-100 MICRONS) CONSISTING OF A MIXTURE OF TWO HOMOPOL YMERS OF GLUCOSE, NAMEL Y LlNEAR AMYLOSE AND BRANCHED AMYLOPECTIN. THE CRYSTALLINITY OF NATIVE STARCH (ABOUT 35%) RESULTS FROM THE CLUSTER ORGANIZATION OF AMYLOPECTIN. THE SHORT BRANCHES 0, THE MACROMOLECULE FORM DOUBLE HELICES THA T ASSOCIA TE LA TERALL Y TO FORM CRYST ALLINE LAMELLAE. THE CHARACTERIZATION OF THESE CRYSTALLITES lN THE GRANULE AT A LOCAL SCALE REMAINS PROBLEMATIC. TO STUDY. THE CRYSTALLIZATION OF STARCH, ONE CAN ALSO DEVELOP SIMPLIFIED OR ''MODEL'' lN VITRO SYSTEMS AND FOCUS ON THE BEHAVIOUR OF SHORT CHAINS WITH A DEGREE OF POLYMERIZATION THAT IS SIMILAR TO THAT OF THE SHORT BRANCHES OF AMYLOPECTIN. DURING THIS WORK, WE HAVE PREPARED FRACTIONS OF SHORT AMYLOSE CHAINS BY HYDROLYZING NATIVE STARCH GRANULES AND BY lN VITRO ENZYMATIC SYNTHESIS. THESE FRACTIONS HAVE BEEN CRYSTALLIZED lN DILUTE AQUEOUS SOLUTIONS BY SLOW DIFFUSION OF A PRECIPTANT. WE HAVE STUDIED THE INFLUENCE OF VARIOUS PARAMETERS (DEGREE OF POLYMERIZATION, POLYDISPERSITY, CONCENTRATION, TEMPERATURE) ON THE MODE OF CRYSTALLIZATION AND MORPHOLOGY OF THE PRODUCTS. A DETAILED CRYSTALLOGRAPHIC ANAL YSIS OF SINGLE CRYSTALS BY DIFFRACTION AND A DESCRIPTION OF THEIR LAMELLAR STRUCTURE ARE PRESENTED AS WELL.