Isoprénoïdes des plantes et des animaux

Dans les plantes, les isoprénoïdes sont présents dans les huiles essentielles, qui se trouvent dans les exsudats gommeux (oléorésines et latices) de nombreux arbres et arbustes. Les isoprénoïdes végétaux ont un effet sur la croissance (par exemple, l’hormone acide gibbérellique) et contribuent aux pigments rouges, jaunes et orange (caroténoïdes). La chlorophylle, le pigment vert essentiel à la photosynthèse, est en partie isoprénoïde, tout comme certains alcaloïdes, des composés azotés présents dans de nombreuses plantes. Chez les animaux, les isoprénoïdes comprennent diverses substances huileuses ou cireuses telles que les huiles de foie de poisson, la cire de laine et les pigments jaunes du jaune d’œuf, de la graisse de beurre, des plumes et des écailles de poisson.

Les isoprénoïdes ne sont pas distribués uniformément parmi les plantes ou les animaux, mais certaines classes de ces composés sont typiques de larges groupes de tissus. Par exemple, les substances non volatiles présentes dans les résines produites par les arbres de la famille des pins contiennent des acides carboxyliques diterpéniques appartenant à trois types : abiétique, palustre et elliotinoïque. Les latex de quelques espèces de plantes contiennent des hydrocarbures polyterpéniques comme le caoutchouc ou la gutta-percha. Certaines autres espèces, y compris des espèces apparentées, de plantes peuvent être caractérisées par la présence de menthol, de citral, de camphre, de limonène ou d’α-pinène.

Le rôle des monoterpènes et des sesquiterpènes produits par les plantes n’a pas été établi, bien qu’il ait été suggéré qu’ils attirent certains insectes et en repoussent d’autres. Certaines plantes produisent des isoprénoïdes qui sont très similaires aux hormones impliquées dans le développement des insectes qui s’attaquent à ces plantes ; les substances végétales empêchent la maturation de l’insecte, servant ainsi à défendre la plante. Les acides colophaniques des pins et le caoutchouc et la gutta-percha contenus dans les latex de diverses plantes peuvent servir d’agents de colmatage des plaies.

Plusieurs isoprénoïdes sont d’une importance vitale dans les processus métaboliques des animaux. Les pigments caroténoïdes tétraterpéniques sont la source de la vitamine A, qui est essentielle à la vision et intervient dans la croissance, la fonction de reproduction et le développement neuronal des animaux. Parmi les autres vitamines qui sont entièrement ou partiellement isoprénoïdes, citons la vitamine E, importante pour la reproduction, et la vitamine K, nécessaire au processus de coagulation du sang. Les ubiquinones (coenzyme Q), qui interviennent dans la production d’énergie par l’oxydation des aliments, sont également formées à partir d’isoprénoïdes. Le foie des poissons et d’autres animaux est particulièrement riche en huiles qui sont en grande partie des hydrocarbures triterpénoïdes acycliques, notamment le squalène. Chez les insectes, certaines substances isoprénoïdes influencent la maturation et le comportement d’accouplement, communiquent l’alarme ou repoussent les prédateurs, ou marquent le chemin entre le nid et les sources de nourriture.

Dans les années 1980, les scientifiques ont découvert que les protéines des animaux ont souvent des structures isoprénoïdes contenant 15 ou 20 atomes de carbone attachés à une chaîne latérale particulière de la protéine. L’isoprénoïde est ajouté après que la protéine soit autrement complète. Les protéines dites prénylées ne fonctionnent pas sans l’isoprénoïde. Ces modifications se produisent dans les protéines qui induisent des cancers, et les scientifiques pensent que les médicaments qui bloquent la prénylation des protéines peuvent être un moyen d’empêcher la propagation de la maladie chez un individu.

Les stéroïdes, une classe de composés de grande importance chez les plantes et les animaux, ne sont pas des isoprénoïdes mais en sont directement dérivés.