UNIVERSITE CLERMONT-AUVERGNE UNIVERSITE KASDI-MERBAH OUARGLA ECOLE DOCTORALE SCIENCES DE LA VIE, SANTE, AGRONOMIE, ENVIRONNEMENT Thèse Présentée à l‟Université Kasdi-Merbah (Ouargla) Pour l‟obtention du grade de DOCTEUR D’UNIVERSITE (Spécialité : Biologie et santé) Soutenue le 21 novembre 2017 Fatima BENAOUN Caractérisation Structurale et Potentiel Biologique des Polysaccharides issus de Plantago notata Lagasca (Plantaginaceae) et Urginea noctiflora Batt. et Trab. (Liliaceae) Mme FRUITIER-ARNAUDIN Ingrid, Maitre de Conférences HDR, Université de La Rochelle (Rapporteur). Mme SMAIL-SAADOUN Noria, Professeur, Université Mouloud Mammeri, Tizi- Ouzou (Rapporteur). Mme MOULTI-MATI Farida, Professeur, Université Mouloud Mammeri, Tizi- Ouzou. M. MICHAUD Philippe, Professeur, Université Clermont-Auvergne (Directeur). M. OULD EL HADJ Mohamed Didi, Professeur, Université Kasdi-Merbah-Ouargla. M. PIERRE Guillaume, Maitre de Conférences, Université Clermont-Auvergne. Institut Pascal UMR CNRS 6602, 68178 AUBIERE, France Remerciements Avant tout, je remercie Dieu tout puissant de m’avoir donné la force, le courage,la persistance et m’a permis d’exploiter les moyens disponibles à fin d’accomplir ce modeste travail. Merci de m’avoir éclairé le chemin de la réussite, Les travaux présentés dans cette thèse en cotutelle ont été menés essentiellement en collaboration entre lelaboratoire CNRS, UMR 6602, IP, F-63178 Aubière, France de l’Institut Pascal de l’Université Clermont-Auvergne et le laboratoire de Protection des Ecosystèmes en Zones Arides et Semi Arides de l’Université Kasdi Merbah de Ouargla, Au terme de ce travail j’adresse mes profonds remerciements aux Professeurs Evelyne Gille et Claude-Gilles Dussap pour m’avoir accueillie dans l’Axe GePeB de l’Institut Pascal de l’Université Clermont-Auvergne, J’exprime toute mes profondes gratitudes à mes directeurs de thèse ; les Professeurs Philippe Michaud et Mohamed Didi Ould El Hadj. Ce travail est le fruit de vos efforts. Je vous remercie vivement pour votre soutien, pour vos conseils et vos disponibilités qui m’ont permis d’atteindre les objectifs visés, Je remercie le Professeur Noria Smail-Saadoun et le Docteur Ingrid Fruitier-Arnaudin qui ont accepté avec bienveillance de juger cette thèse. Vos suggestions et remarques ont été appréciées et me permettront de compléter mes connaissances, Je remercie également le Professeur Farida Moulti-Mati pour son expertise et le temps qu’elle a consacré à la lecture de ce manuscrit. Un grand merci au Docteur Guillaume Pierre pour son encadrement, sa disponibilité, sa grande patience et pour m’avoir transmis ses connaissances dans le domaine de la glycochimie. Qu’il soit également remercié pour son aide précieuse lors de la rédaction de ce manuscrit, des articles scientifiques et pour m’avoir donné l’opportunité de présenter mes travaux lors de congrès internationaux. Je remercie les Docteurs Cédric Delattre et Zakaria Boual pour leur encadrement, encouragements et pour leur aide scientifique. Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce travail, sans oublier ma famille pour le soutien tout au long de la période mes études. Table des Matières REMERCIEMENTS TABLE DES MATIERES LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX LISTE DES EQUATIONS LISTE DES ABREVIATIONS 1 INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 1 2 ETAT DE L’ART ......................................................................................................................................... 4 2.1 GENERALITES SUR LES PLANTES SAHARIENNES .................................................................................................. 4 2.1.1 Plantes médicinales du Sahara et Ethnobotanique ...................................................................... 5 2.1.1.1 Importance et utilisations ................................................................................................................ 6 2.1.1.2 Phytochimie et effets des métabolites végétaux ............................................................................. 11 2.1.1.3 Facteurs généraux influençant les activités biologiques .................................................................. 12 2.1.1.4 Principales familles botaniques ...................................................................................................... 13 2.1.1.5 Physiologie et répartition............................................................................................................... 14 2.1.2 Famille des Plantaginaceae ...................................................................................................... 15 2.1.2.1 Présentation et physiologie ........................................................................................................... 15 2.1.2.2 Genre Plantago ............................................................................................................................. 16 2.1.3 Famille des Liliaceae ................................................................................................................. 21 2.1.3.1 Présentation et physiologie ........................................................................................................... 21 2.1.3.2 Genre Urginea ............................................................................................................................... 22 2.2 GENERALITES SUR LES POLYSACCHARIDES ..................................................................................................... 27 2.2.1 Biochimie des polysaccharides .................................................................................................. 28 2.2.1.1 Structure des glucides ................................................................................................................... 30 ème 2.2.1.2 Potentiel de la glycomique au 21 siècle...................................................................................... 33 2.2.2 Les polysaccharides végétaux ................................................................................................... 34 2.2.2.1 Les celluloses................................................................................................................................. 37 2.2.2.2 Les hémicelluloses ......................................................................................................................... 38 2.2.2.3 Les pectines .................................................................................................................................. 52 2.3 ACTIVITES DES XYLANES ........................................................................................................................... 59 2.3.1 Propriétés physico-chimiques ................................................................................................... 61 2.3.2 Propriétés biologiques .............................................................................................................. 67 3 MATERIELS ET METHODES .................................................................................................................... 79 3.1 MATERIEL BIOLOGIQUE ET CHOIX DES PLANTES .............................................................................................. 79 3.2 PREPARATION DE LA MATIERE PREMIERE ...................................................................................................... 80 3.3 EXTRACTION ET PURIFICATION DES POLYSACCHARIDES ..................................................................................... 81 3.4 ANALYSE DE LA COMPOSITION GLOBALE DES POLYSACCHARIDES. ........................................................................ 85 3.4.1 Dosage des sucres totaux ......................................................................................................... 86 3.4.2 Dosage des oses neutres et acides ............................................................................................ 86 3.4.3 Dosage des sucres réducteurs ................................................................................................... 88 3.4.4 Dosage des protéines ............................................................................................................... 89 3.4.5 Dosage des composés phénoliques totaux ................................................................................ 89 3.4.6 Analyses infrarouge (IR-TF) ....................................................................................................... 90 3.5 CARACTERISATION STRUCTURALE ............................................................................................................... 92 3.5.1 Composition en monosaccharides ............................................................................................. 92 3.5.1.1 Dépolymérisation chimique des polysaccharides ............................................................................ 92 3.5.1.2 Analyse par chromatographie ionique ............................................................................................ 94 3.5.1.3 Analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse .................... 96 3.5.2 Analyse des liaisons glycosidiques par CPG/SM ......................................................................... 99 3.5.2.1 Préparation du réactif NaOH/DMSO............................................................................................