# Analyse prédictive de structures potentielles des dextrines MOS et MIMOS

C. Bliard, Agathe Martinez

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## To cite this version:

C. Bliard, Agathe Martinez. Analyse prédictive de structures potentielles des dextrines MOS et MIMOS. SCF Grand Est 5, May 2008, Nancy, France., 2008. [hal-02296877](https://hal.science/hal-02296877v1)

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Submitted on 25 Sep 2019

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CENTRE NATIONAL
DE LA RECHERCHE
SCIENCES

# Analyse prédictive de structures potentielles des dextrines MOS et MIMOS

A. Martinez & C. Bliard*
agathe.martinez@univ-reims.fr - christophe.bliard@univ-reims.fr

CNRS UMR 6229 ICMR
Université de Reims Champagne Ardenne
Bât 18 UFR Sciences Moulin de la Housse

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<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Dextrines linéaires MOS</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Amylose</figcaption></figure>

L'Analyse Prédictive de Structures Potentielles (APSP) permet de calculer et de déciner un nombre fini de structures isomères discrètes pour chaque DP. N(f(DP)) pour des oligomères ramifiés avec des caractéristiques structurales données. L'application à des fractions de DP croissants, isolées à partir de sirops de dextrines issus de la dégradation enzymatique d'amylopectines est présentée ici.

## 1- **Cas des Malto-Oligosaccharides « MOS »**

Le cas des MOS comme ceux issus de l'hydrolyse d'amyloses purs, exclusivement constitués d'enchaînements linéaires de glucopyranoses α (1-4), est excessivement simple. En effet la seule contrainte structurale est le DP. Il n'existera donc qu'une seule structure potentielie par DP donné. N (αj) = 1

(Seront ici désignés comme « isomères » seuls les homologues topoisomères des résidus glycosyles branchés au travers de fonctions acétaliques (en position 4 ou et/ou en position 6)

## Introduction

### Préambule :

Les polymères linéaires sont facilement décrits par leur Degré de Polymérisation (DP) et indice de polydispersité. Mais avec les polymères branchés, on atteint très rapidement, des des DP très petits, un niveau de variabilité structurale phénoménal. L'Analyse Prédictive des Structures Potentielles permet de calculer un nombre fini de structures isomères (N) en fonction du Degré de Polymérisation (DP) : N = f(DP) Ce calcul est effectué en se basant sur un postulat simple des sous-structures conues des enchaînements oligosaccharidiques du matériau de base (ici les amyloses pour les MOS et amylopectines pour les MOS et MIMOS).

## Résultats et discussion

### Calcul du nombre d'isomères MIMOS potentiels en fonction du DP

La formule générale de calcul du nombre d'isomères potentiels en fonction du DP peut être décrite de la façon suivante : chaque incrementation augmentant le nombre de possibilités de ramifications nouvelles :

Pour N = Nb d'isomères et DP = n

$$2^{n+1} + [(n-2) + 2^{n-3} \times(n-3)] + [(n-3 + 2^{n-3} \times(n-3)) + (n-4 + 2^{n-4} \times(n-3))] \quad \begin{array}{l} \text{(linéaire)} \\ \text{(1 ramification)} \end{array} + [(2 ramifications) \quad (3 ramifications)]$$

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Structures isomères potentielles MIMOS pour des degrés de polymérisation allant de DP 2 à DP5.</figcaption></figure>

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## 2- **Cas des MIMOS**

Malto-Iso-Malto-Oligosaccharides

Les fractions issues de la dégradation enzymatique d'amidon, constitué pour 75 % d'amylopectine contenant par nature une proportion notable de liaisons α (1-6) entre les unités gluco- pyranosidiques. S'il est bien connu que la structure ramifiée de l'amylopectine est constituée d'un éventail d'enchaînements linéaires de glucopyranoses α (1-4) comme dans l'amyloses, mais branchés entre eux par des liaisons α (1-6) en revanche l'organisation de ces ramifications de chaînes entre elles n'est pas connue. Les sous-structures de branchement correspondent à des enchaînements de isoamalto- di ou oligosaccharides (IMOS) sur des structures MOS.

Le mélange formé par dégradations enzymatiques partielles au sein de chaque fraction à DP donné, doit être plus justement référencé comme : Malto-IsoMalto-Oligosaccharide ou « MIMOS ».

Le cas des MIMOS comme obtenus par dégradation enzymatique des amylopectines est bien plus complexe que celui des MOS (ou des IMOS).

Une dégradation non spécifique engendre un nombre considérable de structures potentielles discrètes pour des DP croissants. En effet chaque Incrémentation de DP conduit à une multiplication correspondante du niveau de complexité des possibilités d'isomères de branchement.

Le calcul du nombre d'isomères potentiels en fonction du DP ainsi que les structures correspondantes sont donnés ici pour des DP de 1 à 5.

## Architecture des isomères MIMOS de DP1 à DP5

$N(DP1) = 1$

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

Glucose

$N(DP2) = 2$

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

maltose

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

isomaltose

$N(DP3) = 5$

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

maltotriose

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

isopanose

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

apoclinoose

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

panose

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

isomaltotriose

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Exemple d'application à une fraction MIMOS DP4</figcaption></figure>

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Le spectre RMN ¹H de la fraction MIMOS DP4 purifiée par CES sur Gel P2 montre une proportion de 30% de maltotétraose et 70 % portant une ramification. Ceci permet de réduire à deux le nombre de structures sur les 14 isomères potentiels MIMOS 4

$N(DP5) = 42$

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### Glossaire

* MOS : Malto Oligosaccharides

* IMOS : IsoMalto Oligosaccharides

* MIMOS : Malto-IsoMalto Oligosaccharides

* DP : Degré de Polymérisation

* CES : Chromatographie d'Exclusion Stérique

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

extrémité glucose réducteur

liaison α (1->4)

liaison α (1->6)