L’isoprène constitue l’hémiterpénoïde C5 fondamental et le composé organique volatil biogénique (BVOC) le plus abondant émis par les plantes, jouant des rôles essentiels dans la thermotolérance, la chimie atmosphérique et la signalisation microbienne.

Propriétés chimiques

L’isoprène (2-méthyl-1,3-butadiène, C₅H₈, PM 68,12 g/mol) se présente sous forme de liquide volatil et incolore (point d’ébullition 34°C, point de fusion -146°C, densité 0,681 g/cm³) avec une structure de diène conjugué permettant des réactions d’addition électrophile et de type Diels-Alder. Hautement inflammable (point d’éclair -51°C), il polymérise de manière exothermique en polyisoprènes (cis : caoutchouc naturel ; trans : gutta-percha) ; sa durée de vie atmosphérique est d’environ 2 heures via la capture par les radicaux OH (k = 1×10⁻¹¹ cm³ molécule⁻¹ s⁻¹).

Voie biosynthétique

Les plantes synthétisent l’isoprène via la voie MEP dans les chloroplastes : pyruvate + glycéraldéhyde-3-P → DXP → MEP → HMBPP → DMAPP → isoprène, catalysé par l’isoprène synthase (IspS, EC 4.2.3.27 ; isomérase dépendante de Mg²⁺). Les taux d’émission atteignent 20–50 µg g⁻¹ h⁻¹ de matière sèche sous stress thermique/lumineux (>30°C, >1000 µmol m⁻² s⁻¹ PAR) ; le flux global est d’environ 500–750 Tg C/an, principalement émis par les chênes et les peupliers.