Une macromolécule
Une macromolécule est une molécule de grande taille constituée d'un ou de plusieurs motifs structuraux formés par des groupements d'atomes répétés un très grand nombre de fois. Une macromolécule naturelle est une biomolécule. Elle est donc un polymère formé d'un grand nombre d'unités simples appelées monomères.
Des macromolécules :
Les macromolécules des cellules avec leurs sous-unités. De taille et de complexité intermédiaires entre les petites molécules organiques et les organites, les macromolécules sont construites simplement en liant de manière covalente de petits monomères organiques, ou sous-unités, en longues chaînes, ou polymères.
Généralités
Une macromolécule est une molécule très grande couramment créée par la polymérisation (et photopolymérisation) de plus petites sous-unités, les monomères. Les protéines et les acides nucléiques sont des macromolécules. Elles forment de longues chaînes qui sont reliées entre elles par des forces de van der Waals, les liaisons hydrogène ou des interactions hydrophobes et des liaisons covalentes.
Macromolécule de protéine :
Chaque macromolécule est un polymère formé de petites molécules (appelées monomères ou sous-unités) liées entre elles par des liaisons covalentes.
Habituellement, les macromolécules sont constituées de plusieurs milliers d'atomes. Elles peuvent être aussi bien organique que minérale (inorganique) et elles sont courante en biochimie. Elle peuvent être des biopolymères (acides nucléiques, protéines, hydrates de carbone et polyphénols) et des molécules larges non-polymères (tels que des lipides et des macrocycles). Les plastiques communs et les fibres synthétiques sont des macromolécules synthétiques, ainsi que certains matériaux expérimentaux tels que des nanotubes de carbone.
L'utilisation du terme pour décrire les grandes molécules varie selon les disciplines. Par exemple, alors qu'en biologie elles se réfèrent à des macromolécules telles que quatre grandes molécules comprises par chaque être vivant, en chimie, le terme peut se référer à des agrégats de deux ou plusieurs molécules liées par des forces intermoléculaires plutôt que des liaisons covalentes, mais elles ne se dissocient pas facilement.
Selon la définition standard de l'Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée (UICPA), le terme "macromolécule" utilisé dans la science des polymères se réfère uniquement à une unique molécule. Par exemple, une molécule unique de polymère est bien décrite comme une "macromolécule" ou "molécule polymère" au lieu d'un "polymère", ce qui suggère une substance composée de macromolécules.
On parle généralement de macromolécules si la masse moléculaire est supérieure à 10 000 g/mol. Le terme macromolécule a été introduit en 1922 par Hermann Staudinger.
En raison de leur taille, les macromolécules peuvent facilement être décrites seulement en termes de stoechiométrie. La structure simple de macromolécules, telles que des homopolymères, peut être décrite en termes de sous-unité monomère individuel et le poids moléculaire total.
Plusieurs séries de substances chimiques naturelles et synthétiques sont constituées de macromolécules. Ces substances macromoléculaires sont généralement des mélanges de macromolécules ayant une composition ou une structure chimique similaire et seulement des poids moléculaires similaires. Ils sont ainsi polydispersés et ont une distribution de masse molaire. En pratique, le comportement des macromolécules d'une substance macromoléculaire est le même, car - en raison de la taille de la molécule - l'ajout ou la suppression d'unités structurelles n'a aucun effet sur les propriétés de la macromolécule.
Voir aussi un catalyseur, un inhibiteur et un biocatalyseur.
Les tendances émergentes de la pharmacologie exploite de plus en plus des antimicrobiens macromoléculaires pour lutter contre les infections multirésistantes.
Le concept de macromolécule a été initié en 1922 par le chimiste allemand Hermann Staudinger (1881–1965), prix Nobel de chimie en 1953 pour ses découvertes dans le champ de la chimie macromoléculaire.
Toutes les macromolécules sont des molécules organiques (biologiques) de grande taille avec un diamètre de 100 à 10 000 angströms. Les peptides et les protéines sont des macromolécules construites à partir de longues chaînes d'acides aminés reliées entre elles par des liaisons amides.
Macromolécules biologiques
Les grosses molécules nécessaires à la vie, construites à partir de molécules organiques plus petites, sont appelées macromolécules biologiques. Il existe quatre grandes classes de macromolécules biologiques (glucides, lipides, protéines et acides nucléiques), chacune étant un composant important de la cellule et remplissant un large éventail de fonctions. Ensemble, ces molécules constituent la majeure partie de la masse cellulaire.
Les macromolécules biologiques sont organiques, ce qui signifie qu'elles contiennent du carbone. Elles peuvent également contenir de l'hydrogène, de l'oxygène, de l'azote, du phosphore, du soufre et d'autres éléments mineurs.
Biomacromolécule
Les biomacromolécules (généralement des polypeptides/protéines) représentent un pourcentage croissant des nouvelles substances médicamenteuses mises sur le marché dans le monde. En conséquence, de nombreuses sociétés pharmaceutiques qui, jusqu'à récemment, s'intéressaient principalement aux substances médicamenteuses à petites molécules ont commencé à intégrer la recherche et la production biotechnologiques dans leur portefeuille.
Les biomacromolécules complexes exigent une description structurelle à multiples facettes par rapport à la hiérarchie de structures utilisées pour décrire des protéines.
Les protéines sont des biomacromolécules construites à partir de sous-unités répétées (acides aminés) dont le poids moléculaire varie de milliers à près de 1 million de daltons. Ils jouent un rôle vital dans le maintien des organismes vivants et favorisent/inhibent les activités biologiques et les changements de structure, de quantité ou de séquence de protéines dans le sang, l'urine, la salive, le liquide céphalo-rachidien, la sueur ou le liquide kystique sont traités comme des biomarqueurs prometteurs pour le diagnostic clinique. et suivi thérapeutique.
Structure répétitive
Les macromolécules (molécules géantes) sont de très grosses molécules constituées d'unités structurelles répétitives, identiques ou différentes (blocs de construction formels) et ayant une masse moléculaire élevée. Les éléments de base sont généralement des groupes d'atomes, mais ils peuvent aussi être des atomes. Les masses des éléments de base sont très petites par rapport à la masse moléculaire. En chimie technique, ces blocs de construction de base sont appelés "unités répétitives constitutionnelles".
Cas des polysaccharides
Les polysaccharides sont de grosses molécules de haut poids moléculaire, construites en reliant des unités monosaccharidiques par des liaisons glycosidiques. On les appelle parfois glycanes. Les composés les plus importants de cette classe, la cellulose, l'amidon et le glycogène, sont tous des polymères de glucose.
Ceci est facilement démontré par hydrolyse acido-catalysée du monosaccharide. L'hydrolyse partielle de la cellulose produisant des quantités variables de cellobiose, nous concluons que les unités glucose de cette macromolécule sont reliées par des liaisons bêta-glycosides entre les sites C-1 et C-4 des sucres adjacents. L'hydrolyse partielle de l'amidon et du glycogène produit le maltose, un disaccharide, ainsi que des dextranes de faible poids moléculaire. Ces polysaccharides sont constitués de molécules de glucose reliées par des liaisons alpha-glycosides entre C-1 et C-6, ainsi que par les liaisons alpha C-1 à C-4 présentes dans le maltose. Des polysaccharides issus d'autres monosaccharides (par exemple, le mannose, le galactose, le xylose et l'arabinose) sont également connus, mais ne seront pas abordés ici.
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