Les polycétides, également appelés polyacétates ou polykétides, sont des lipides rares ayant des caractéristiques de biosynthèse similaires à celles des acides gras. Ils regroupent différentes substances naturelles, et plus précisément des métabolites secondaires. Selon leur nature, ils possèdent des propriétés diversifiées, associées à des actions biologiques qui leur sont propres. L’application de ces composés est, de ce fait, élargie : en pharmacologie, en agriculture et en agroalimentaire.

Caractéristiques des polycétides

Les polycétides constituent le groupe de produits naturels le plus riche et le plus diversifié, si l’on considère les différentes structures et les fonctions des composés concernés. Les statistiques recensent entre 5 000 et 10 000 molécules au total. D’une manière générale, elles peuvent être départagées en plusieurs classes :

• les corps aromatiques ;
• les macrolactones ou macrolides ;
• les polyènes ;
• les polyéthers.

À celles-ci s’ajoutent les polyacétates hybrides. Ils sont couplés à des peptides non ribosomiques. De ce fait, ils sont dotés d’un atome d’azote dans leur chaîne. Ils peuvent aussi contenir des groupes fonctionnels complexes. Ces derniers sont similaires à ceux trouvés au niveau des acides aminés.

La plupart des polycétides sont fournis par les micro-organismes comme les champignons et les bactéries. Certaines sont disponibles au niveau des plantes terrestres et maritimes, à l’instar des lichens et des algues. Ces derniers contiennent, entre autres, des flavonoïdes. Ces molécules sont également présentes chez les animaux : les insectes, les mollusques, les éponges et les crinoïdes. 

Historique des polycétides

Les premières utilisations des polycétides remontent à la fin du XX^e siècle. À l’issue d’une expérience réalisée en 1893, le scientifique J. Norman Collie a pu obtenir un trétide, un composé dont la chaîne comporte trois successions de groupement caractéristique de ces molécules (voir section suivante). En 1903, ce chercheur a constaté qu’une condensation se produit lorsque le trétide est en présence de corps constitués de plusieurs groupes cétènes (gaz instables). Cela a abouti à la notion de polykétides. Néanmoins, il faudra attendre jusqu’en 1955 pour pouvoir réellement comprendre le mécanisme de synthèse de ces derniers. Il a été mis en évidence par le chimiste australien Arthur Birch. Dans les années 80, les gènes associés aux polyacétates ont pu être isolés. Cet exploit a permis d’assimiler le processus naturel de formation de ces métabolites.

Structure des polycétides

La synthèse des polycétides se fait à partir de l’acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA) et du malonyl-CoA. Ce processus fait aussi intervenir des enzymes appelées polykétides synthases (PKS). Celles-ci sont classées en trois types et donnent naissance à des produits de nature différente.

• Les PKS de type I, à caractère multinodulaire non itératif, aboutissent à de grandes molécules comme les polyènes, les polyéthers et les macrocodes. 
• Les PKS de type II, à action itérative, sont à l’origine des composés aromatiques.
• Les PKS de type III produisent des molécules aromatiques, mais de plus petites tailles. 

Les polycétides présentent, dans leur structure, une alternance de groupes carbonyle et méthylène (-CO-CH2-). Leur chaîne squelettique est, le plus souvent, cyclique. Toutefois, cette conformation peut être modifiée par des processus biochimiques comme l’oxydation, l’hydroxylation, la méthylation ou la glycolysation. Par conséquent, les molécules sont largement diversifiées. Le squelette des différents composés bénéficie d’une longueur de chaîne variable. De plus, la position des doubles liaisons change d’un métabolite à un autre. Il en est de même pour la nature de la tête polaire.

Fonctions des polycétides

Les rôles des polycétides diffèrent d’un organisme producteur à un autre. Ils peuvent constituer :

Un agent d’allélopathie

L’allélopathie est une interaction biochimique entre les plantes (ou micro-organismes). Dans ce cadre, la diffusion de produits dérivés de polycétides inhibe la croissance d’autres espèces végétales. Les racines du sorgho en grains (Sorghum bicolor) exsudent du sorgoleone. Il s’agit d’un lipide phénolique qui restreint le développement et l’invasion des mauvaises herbes.

Une substance attractive

Les anthocyanes sont des pigments issus des polyacétates. Ils sont responsables de la couleur des fruits et des fleurs. Aussi, ils aident à attirer les insectes pollinisateurs. De plus, ces composés protègent les espèces végétales des rayons UV. Par ailleurs, les polykétides procurent à certaines plantes un parfum attrayant. Entre autres, le p-hydroxyphenylbut-2-one fournit l’arôme caractéristique des framboises mûres. 

Applications des polycétides 

Les domaines d’utilisation des polycétides sont variés. Les plus courants sont la médecine, et plus précisément le secteur pharmaceutique, l’agriculture et l’agroalimentaire.

Fabrication de médicaments

Ces molécules présentent une importance capitale dans l’élaboration de nouveaux antibiotiques et de substances thérapeutiques. Selon les statistiques, 1 % des polyacétates connus bénéficient d’un potentiel pharmaceutique. Ils détiennent 20 % de la part des produits les plus vendus. Les polycétides servent à la fabrication :

Des antibiotiques

Les antibiotiques élaborés à partir de ces molécules sont les plus anciens. Ils permettent de lutter contre un large spectre de bactéries, et même ceux qui se montrent particulièrement résistants. Cela démontre leur efficacité. Les exemples importants sont la tétracycline, la spiramycine, l’avermectine, la nystatine et l’érythromycine.

Des anticancéreux

Les polykétides ont la capacité de stopper la croissance ou de provoquer la mort des cellules cancéreuses. Parmi les anticancéreux concernés, vous avez la doxorubicine.

Des hypocholestérolémiants

Les hypocholestérolémiants aident à réduire le taux de mauvaises graisses dans le sang. Ces dernières sont à l’origine de différents problèmes cardiovasculaires. La lovastatine fait partie des médicaments à base de polyacétates ayant le pouvoir d’atténuer les symptômes qui les accompagnent.

Des immunosuppresseurs

Certains polycétides sont exploités pour la formulation de médicaments destinés à traiter les maladies auto-immunes. La rapamycine est un bon exemple d’immunosuppresseur.

Élaboration de pesticides et de fongicides

Les propriétés des polykétides en allélopathie et en termes de défense chimique sont exploitées au service de l’agriculture. Elles profitent à la production de pesticides et de fongicides. Ces derniers aident à limiter les effets des parasites, des insectes et d’autres êtres vivants nuisibles aux plantes. Ils servent également à lutter contre certaines maladies courantes chez les espèces végétales.

Utilisations en tant qu’additifs alimentaires

Les polycétides sont exploités dans le domaine agroalimentaire en tant que colorants ou aromatisants. Les pigments dérivés de ces molécules sont les naphtoquinones, les hydroxyanthraquinones et les azaphilones. Les aromatisants sont principalement des flavonoïdes alimentaires tels que la curcumine.

Précautions à prendre avec les polycétides

Les polykétides sont surtout connus et valorisés pour leurs valeurs médicinales et leurs usages industriels. Toutefois, certaines variétés peuvent nuire à la santé de l’Homme et des animaux. Entre autres, les mycotoxines sont des substances dangereuses produites par des espèces de champignons vénéneux. Les aflatoxines et les fumonisines sont classées dans cette catégorie.