L’étude structurale de glucides en solution s’appuie sur des simulations faisant intervenir des méthodes de modélisation moléculaire (mécanique et dynamique moléculaire, simulations de type Monte Carlo etc.) et des données expérimentales (RMN, spectroscopies optiques, rayons-X etc.). La RMN est un outil de choix pour définir à la fois les géométries et la dynamique moléculaire. Les distances moyennes peuvent être extraites d’effets Overhauser nucléaire (nOes) et les angles dièdres peuvent être extrapolés à partir des constantes de couplage vicinal à l’aide de relations de type Karplus. Une description expérimentale de la dynamique moléculaire peut être obtenue avec diverses approches.

Dans cette étude, nous avons comparé deux séquences d’impulsions qui fournissent les coefficients de diffusion translationnelle, D_t [1-3], en fonction de la taille des glucides et des approximations concernant la relaxation. Pour estimer la précision de ces coefficients, les valeurs de D_t ont été confrontées à celles déterminées avec d’autres mesures physiques. Ensuite nous avons établi le volume moléculaire moyen (<V>) pour cet ensemble de glucides à partir des valeurs de D_t à l’aide de la théorie de l’hydrodynamique [4,5]. La comparaison de ces grandeurs avec celles établies à partir de modèles moléculaires a montré qu’à partir d’un tétrasaccharide les glucides étudiés sont correctement décrits par un comportement de type Stokes-Einstein-Debye sans avoir recours à des termes correctifs de microviscosité [6].

Enfin, nous avons évalué la possibilité de différencier la forme moyenne en solution dans le cas des nucléotides-sucres à travers des mesures de D_t et des simulations de trajectoires dynamiques en présence de solvant explicite. Des formes globales sphériques (conformères repliés) et cylindriques (conformères étirés) ont été proposées pour ces métabolites. Cette comparaison a montré que <V> est un bon descripteur global pour évaluer un ensemble de structures flexibles [7,8] dans le cas de petits glucides.

[1] J.E Tanner, J. Chem. Phys. 52 (1970) 2523-2526

[2] E.O Stejkal and J.E. Tanner, J. Chem. Phys. 42 (1965) 288-292

[3] P.Stilbs Progr. NMR Spectrosc. 19 (1984) 1-45

[4] M.M Tirado and J.G de la Torre, J. Chem. Phys. 73 (1979) 1986-1993.

[5] J.G de la Torre and VA Bloomfield, Quart. Rev. Biophys. 14 (1981) 81-139

[7] C.Monteiro, S.Neyret, J.Leforestier, K. Hervé du Penhoat, Carbohydr. Res., 329 (2000) 141-135

[8] P.Petrova, C.Monteiro, C.Hervé du Penhoat, J.Koca , A.Imberty , Biopolymers, sous presse