Les macromolécules biologiques artificielles connaissent un essor considérable depuis que les procédés de biotechnologie ont permis de les synthétiser. Ces procédés regroupent des techniques d’utilisation de matériaux vivants pour synthétiser ou modifier des molécules. Par l’application intégrée des sciences biochimiques et microbiologiques, de la génétique et du génie chimique, les biotechnologies permettent le développement industriel des capacités et des propriétés des micro-organismes des cultures cellulaires et des produits qui en dérivent. On les retrouve dans les grands domaines d’applications : agroalimentaire, santé, biodiversité marine, environnement.
De nouveaux produits sont ainsi apparus. Dans le domaine agricole, la sélection de nouvelles variétés fait appel aux progrès de la génétique moléculaire et se matérialise par une amélioration de la résistance des végétaux aux intempéries ou aux prédateurs, comme par celle du rendement. Dans le domaine agroalimentaire, on assiste à l’élaboration de nouvelles protéines, comme à l’accélération de la croissance des animaux d’élevage. Dans le domaine de la santé, des progrès spectaculaires ont été enregistrés : production en pleine extension de vaccins à partir de protéines purifiées, de peptides synthétiques, d’anticorps monoclonaux à visée thérapeutique.
Les propos de la rubrique « Analyse des macromolécules biologiques » ne sont pas d’entrer dans le cadre de multiples contrôles auxquels doivent donner lieu les produits biotechnologiques : microbiologiques, biologiques, immunologiques, etc., ni d’entrer dans celui des règlements qui, sur le plan international ou européen, permettent de mieux appréhender les problèmes. Seule, la participation de la chimie analytique y est développée et permet de fournir des méthodes d’analyse pour contribuer à la connaissance structurale des macromolécules tout en constituant un outil qualité pour l’analyse de production.
Cet article constitue une introduction aux articles de la rubrique « Analyse des macromolécules biologiques ».
La notion de macromolécules est introduite en 1922 par un chimiste allemand, Hermann Staudinger qui les définit comme des enchaînements d’unités équivalentes ou monomères liés entre eux par des liaisons covalentes. Elles sont caractérisées par un poids moléculaire élevé. Il existe des macromolécules d’origine organique, les protéines, les glucides mais également d’origine minérale comme les silicones à base de silice et d’oxygène.
Les macromolécules biologiques ou biomolécules recouvrent quatre groupes de substances (polysaccharides, protéines, acides nucléiques et lipides) parmi lesquelles seuls les lipides ne sont pas de nature polymérique. Les macromolécules biologiques relèvent des domaines de la santé ou de la microbiologie avec des composés d’origine naturelle, notamment les composés cellulaires, ou d’origine synthétique, comme les médicaments ou les enzymes.
Les macromolécules biologiques artificielles ont longtemps été obtenues par modification de la macromolécule naturelle de référence ou par synthèse d’un monomère. Mais, les possibilités restaient limitées. Ce n’est que grâce à l’arrivée des procédés de biotechnologie que la production des macromolécules biologiques artificielles a pu connaître un essor important.
