Les sesquiterpènes constituent une classe structurellement diverse de terpènoïdes C15 synthétisés par les plantes, les champignons et certains organismes marins. Ces composés présentent un large éventail d’activités pharmacologiques, notamment anticancéreuses, anti-inflammatoires et antimicrobiennes, ce qui les rend particulièrement pertinents en recherche biomédicale et pharmaceutique.
Diversité chimique et structures
Les sesquiterpènes sont composés de 15 atomes de carbone dérivés de trois unités isoprène. Ils existent sous différentes formes structurales, incluant des configurations acycliques, monocycliques, bicycliques et tricycliques, ainsi que des dérivés fonctionnalisés tels que des alcools, des lactones et des oxydes. Parmi les squelettes représentatifs figurent le cadinène (cycles à six chaînons fusionnés), le caryophyllène (cycle à neuf chaînons associé à un cycle cyclobutane) et le germacrène (structure à dix chaînons).
Plus de 7 000 variants de sesquiterpènes ont été identifiés, principalement issus de réactions de cyclisation du pyrophosphate de farnésyle (FPP). Des processus d’oxydation ultérieurs conduisent à la formation de dérivés biologiquement actifs, notamment les lactones sesquiterpéniques.
Voies de biosynthèse
La biosynthèse des sesquiterpènes débute par la condensation tête-à-queue du diméthylallyl pyrophosphate (DMAPP) avec deux unités d’isopentényl pyrophosphate (IPP), formant le pyrophosphate de farnésyle (FPP) sous l’action de la farnésyl pyrophosphate synthase. Les sesquiterpène synthases (STS) catalysent ensuite des réactions complexes impliquant ionisation, cyclisation et déprotonation, générant des structures polycycliques variées et souvent fortement contraintes, telles que le présilphipérfolanol.
Chez les plantes et les basidiomycètes, des voies biosynthétiques alternatives impliquant des intermédiaires Z,Z-FPP peuvent conduire à la formation de structures oléfiniques spécifiques. Ces processus enzymatiques dépendent fréquemment d’ions Mg²⁺, qui stabilisent les intermédiaires carbocationiques au cours du cycle catalytique.
