Biochimie metabolique METUOR DABIRE_pdf.pdf

Biochimie Métabolique
Dr METUOR DABIRE Amana
Biochimiste, Microbiologiste, Biologiste
Moléculaire/ Enzymologiste

Biochimie métabolique
Programme
 Métabolisme des glucides
 Métabolisme des lipides
 Métabolisme des protéines
 Métabolisme des acides nucléiques
2

Gestion de nutriments
=
travail permanemment???
3

Obésité
Augmentation de maladies cardiovasculaires, diabètes, AVC
4

Biochimie Métabolique
Chapitre 1: Généralités
6

A la fin du cours l’étudiant doit être capable de:
• Identifier le catabolisme et l’anabolisme
• Maîtriser les grandes Voies métaboliques Biologiques
• Maîtriser les grandes Voies métaboliques Bioénergétiques
• Identifier les liens réactionnels entre les différents métabolismes
• Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique
• Analyser le rôle des processus de régulation Métabolique dans le
maintien de la fonction de la cellule et de l’organisme
Objectifs généraux
7

Chap 1: Généralités
Le métabolisme = ensemble des réactions biochimiques dans la
cellule
Fonction:
• La production d’énergie chimique (ATP) à partir de l’énergie
solaire ou de la dégradations des nutriments (aa, ag,
glucides)
• Conversion des nutriments en précurseurs de
macromolécule → biosynthèse de macromolécules
Introduction
8

1. Définitions
 Une voie métabolique = séquence réactionnelle à plusieurs
étapes. Chacune de ces réactions est catalysée par une
enzyme spécifique.
 système multienzymatique = Ensemble d’enzymes
 Au cours de chaque voie métabolique un précurseur est
transformé en produit via d’une série d’intermédiaires
appelés métabolites.
I. Voies métaboliques et
système enzymatique
9

2. Différentes voies métaboliques
 Voie métabolique linéaire
 Voie métabolique ramifié
10

 Voie métabolique cyclique
A, B, C, D sont à la fois
précurseurs, métabolites et
produits
2. Différents vois métaboliques
11

1. Définitions
 Aliment : corps chimique ou mélange absorbé ou ingéré par un être vivant, puis
métabolisé à des fins énergétiques ou de synthèse
 Nutriment : corps chimique absorbé puis métabolisé par les cellules
 Nutriment Essentiel : qualifie un nutriment qui remplit une fonction biologique
obligatoire pour l’existence, la croissance ou la reproduction de l’individu
II. Anabolisme et catabolisme
12

1. Définitions
 Indispensabilité: tout nutriment essentiel ou précurseur d’un
métabolite essentiel qui ne peut être synthétisé par le
métabolisme et doit être apporté par l’alimentation.
 Oligoélément: tout élément essentiel présent en quantité
faible dans la ration alimentaire.
II. Anabolisme et catabolisme
13

1. Définitions
Métabolisme = anabolisme + catabolisme
 L’anabolisme = ensemble des réactions (endergonique) de biosynthèses
cellulaires. Les voies anaboliques sont divergentes
 Le catabolisme= ensemble des réactions (exergonique) de dégradations
→ énergie. Les voies cataboliques sont convergentes car à partir de
plusieurs précurseurs on aboutit à un nombre limité de produits (H2O,
CO2, NH3)
II. Anabolisme et
catabolisme
14

Dans un organisme le catabolisme est régulé pour produire l’énergie nécessaire à
l’anabolisme
II. Anabolisme et
catabolisme
Nutriments
(combustibles)
Produits de
dégradations
(CO2, H2O, NH3)
Nutriments
(oses, AA,
AG)
Macromolécules
ATP
2. Rôle de métabolisme
15

1. Identification des Enzymes
L’accumulation de certains substrats suite à l’utilisation d’un
inhibiteur spécifique permet de déterminer de proche en
proche les différentes étapes d’une VM
III. Détermination des VM
16

2. Utilisation de mutants auxotrophes
Un mutant auxotrophes: une cellule génétiquement déficitaire
en une activité enzymatique particulière.
Sa croissance nécessite donc qu’on lui apporte le produit de
l’activité enzymatique déficitaire → détermination de la VM
17

3. Utilisation d’isotopes radioactifs
Cette technique consiste à marquer un métabolite de la VM
avec un atome radioactif (C14, O18, N15, P32) puis suivre la
radioactivité dans les produits obtenus.
18

En générale, la Voie catabolique d’une substance n’est pas
l’inverse de sa voie anabolique et se déroulent dans de lieux
différents
IV. Fonctionnement des VM
19

1. Transporteur d’Energie et Coenzyme
Les voies catabolique et anabolique sont connectées par un
transporteur de liaison phosphate riche en énergie (ATP) et
de transporteur d’hydrogènes (NADH, FADH, NADPH)
20

a. Adénosine Triphosphate (ATP)
• Les liaisons anhydrides unissant les
acides phosphoriques sont des liaisons
riches en énergie (ΔG ≥31 kJ/mol).
• Le coenzyme ATP/ADP est un
coenzyme transporteur d’énergie
universel.
• Les enzymes utilisant un nucléoside
triphosphate comme substrat ou comme
coenzyme, nécessitent en même temps
la présence du cation Mg2+ comme
cofacteur.
21

b. NAD+/NADH2
Le nicotinamide adénine di nucléotide, ou
NAD, est une coenzyme d’oxydo-reduction
présente dans toutes les cellules vivantes.
Il aide les enzymes à transférer les électrons
pendant les réactions d'oxydo-réductions
du métabolisme de formation de l'ATP au
niveau du complexe I de la chaine
respiratoire.
22

d. FAD/FADH2
La Flavine adénine dinucléotide (FAD) est un
coenzyme d'oxydo-réduction dérivant de la
riboflavine (vit. B2).
Ce coenzyme est notamment utilisé par les
flavoprotéines du complexe II de la CRM:
Glycérol 3-P déshydrogénase, AcylCoA
déshydrogénase, Succinate déshydrogénase.
24

c. NADP+/NADPH2
Le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP)
est un coenzyme d'oxydoréduction.
Il est très proche du NAD, dont il diffère par la présence d'un
groupement phosphate sur le second carbone du β-D-
ribofurannose du résidu adénosine.
NADPH est principalement produit par la phase oxydative de
la voie de pentoses phosphates.
Le NADPH est la source principale d’électrons utilisés dans
les réactions biosynthétiques dans la cellule (cytosol). 26

d. Coenzyme A (CoA)
• La partie active du CoA est la
fonction thiol de la cystéamine
terminale. C’est pour cela qu’on écrit
CoA-SH pour indiquer la forme libre
du coenzyme.
• Le coenzyme A est un transporteur
de radicaux acides.
• La plupart des acides carboxyliques
du métabolisme ont une forme
activée liée au coenzyme A. On les
appelle acyl-coenzyme A. 27

e. Thiamine pyrophosphate (TPP)
29

e. Thiamine pyrophosphate (TPP)
La partie active du coenzyme TPP est située dans le noyau
thiazole.
Le TPP est le coenzyme transporteur d’aldéhydes, à l’exception
du formaldéhyde.
Lorsqu’elle est liée au TPP la fonction aldéhyde est
provisoirement transformée en fonction alcool secondaire.
30

f. Dihydrolipoamide / lipoamide
31

f. Dihydrolipoamide / lipoamide
Le lipoamide est un coenzyme transporteur d’Hydrogène. En
réduisant la liaison qui unit les deux atomes de Soufre on
fixe deux atomes d’Hydrogène.
La forme réduite est appelée dihydrolipoamide.
32

2. Régulation des VM
 La cellule est douée de différents mécanismes pour contrôler
son activité selon le principe de l’économie maximale.
 Pas de synthèse inutile, pas de dégradation inutile
 3 mécanismes de régulation existent
33

a. Contrôle allostérique
 Contrôle à court terme
 Action sur les enzymes de la VM par intermédiaire d’un activateur ou
d’un inhibiteur
Inhibition allostérique par le produit
34

b. Contrôle hormonal
 Contrôle à moyen terme
 Action sur les récepteurs membranaires provoquant une série de
réaction conduisant à une inhibition ou à une activation d’un ou de
plusieurs enzymes
 Contrôle hormonal plus durable que celui de contrôle allostérique
35

36
GlyP = Glycogène
Phosphorylase

c. Contrôle génétique
 Contrôle à long terme
 Action sur la synthèse
des enzymes par
induction ou par
répression sur le gène
Régulation génétique d’une VM
37

Conclusion
Les grandes voies métaboliques de l’organisme humain
concernent aussi bien:
 Le métabolisme de glucides;
 Le métabolisme de lipides;
 Le métabolisme des acides aminés,
 Le métabolisme des acides nucléiques.
38

Métabolisme de glucides
Chapitre 2: Glycolyse
Chapitre 3: glycogénolyse
39

Glycolyse: l’ensemble des VM énergétiques
permettant la phosphorylation de l’ADP en
ATP ou l’augmentation des réserves
énergétiques, grâce à l’oxydation des glucides
1. Définition
40

Vue d’Ensemble du
Métabolisme
des Glucides
41

Le glucose traverse les membranes plasmiques grâce à des
protéines transporteuses : les glucoses perméases (GLUT).
Chacune des hexokinases est liée spécifiquement avec une
forme de GLUT : hexokinase I avec GLUT1, hexokinase II
avec GLUT4, ...
2. Transport de Glc dans
la cellule
 Hexokinase
42

Elles catalysent la phosphorylation du glucose sur son
carbone 6 par un transfert de phosphate.
L’ATP est le coenzyme donneur d’énergie et de
phosphate. Un proton est libéré.
Comme toutes les enzymes à ATP les hexokinases ont le
magnésium comme cofacteur.
la cellule
 Hexokinase
43

la cellule
 Hexokinase
Première
phosphorylation
Consommation
d’ATP
44
PM en daltons
(1,66.10 -27 Kg
Numéro selon la
classification
enzymatique

 Hexokinase
la cellule
46

 Co-Transport du Glucose
la cellule
47

3. Phosphohexose
isomérase
Transformation
de noyau
pyranne en
noyau furanne
48

Chapitre 2: Glycolyse 4. PhosphoFructoKinase I
Deuxième
phosphorylation
Consommation
d’ATP
49

5. Aldolase
Elle catalyse la scission du fructofuranose 1,6-diphosphate
en deux trioses phosphates
(isomères)
50

6. Triose-Phosphate
Isomérase
Cétose
Aldose
52

7. Phosphoglycéraldéhyde
déshydrogénase
Transfert
d’hydrogène sur
NAD+→NADH
Phosphorylation
simple
53

8. Phosphoglycérate
kinase
Production
d’énergie
ATP
54

9. Phosphoglycérate
mutase
3-phosphoglycérate
2-phosphoglycérate
55

Chapitre 2: Glycolyse 10. Enolase
Déshydratation du
2-phosphoglycérate
56

11. Pyruvate kinase
Production
d’énergie
ATP
57

12. Bilan moléculaire
Réactions 1-6
Bilan 1
58

1 mole Glc → 4 moles ATP + 2 moles NADH2 – 2 moles
ATP
Or 1 mole NADH2 → 3 ATP dans la phosphorylation
oxydative mitochondriale d’où on a:
4 moles ATP + 6 moles ATP – 2 moles ATP
Soit 8 ATP produit par molécule de glucose
13. Bilan énergétique
60

61
14-devenir du pyruvate
Pyruvate
son devenir
Ethanol
Lactate
Alanine
Oxaloacétate
Acetyl-CoA

Deux niveaux
Phosphofructokinase
 Activateur: fructose 2,6 diphosphate, AMP
 Inhibiteurs: ATP, citrate
Pyruvate kinase
 Activateurs: fructose 1,6 diphosphate
 inhibiteur: ATP, alanine
62
16. régulation

Chapitre 3:
Glycogénolyse
1. Glycogène
phosphorylase
63
Glycogène (n) + HOPO3
2- Glc-1-phosphate + glycogène (n-1)

Chapitre 3: Glycogénolyse 2. Phosphoglucomutase
64

Chapitre 3: Glycogénolyse 3. Bilan
3 ATP
En aérobie
66

Chap 4: Anabolisme
de glucide
 Caractéristiques
 Précurseurs non glucidiques: le pyruvate, le lactate, le glycérol et des acides
aminés etc.
 La conversion du pyruvate en glucose est la voie centrale de la néoglucogenèse,
sur ses dix réactions enzymatiques, sept sont des réactions réverses de la
glycolyse.
67
1. Néoglucogenèse

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Cependant, les trois réactions irréversibles de la glycolyse
doivent être remplacées dans la néoglucogenèse afin que la
synthèse du glucose soit thermodynamiquement favorable.
68
1. Néoglucogenèse

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Les étapes 1, 8 et 10 de la néoglucogenèse sont donc catalysées par des
enzymes différentes de celles de la glycolyse : la transformation 1
nécessite plusieurs étapes catalysées par des enzymes mitochondriales
et cytosoliques, les réactions 8 et 10 sont des hydrolyses.
69
1. Néoglucogenèse

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Le bilan de la transformation 1 est :
pyruvate + ATP + GTP + HCO3 → phosphoénol pyruvate
+ ADP + GDP + Pi + H+ + CO2
La néoglucogenèse est énergétiquement coûteuse. Le
bilan des réactions de biosynthèse conduisant du
pyruvate au glucose est :
2 pyruvates + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 H2O →
Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+
70
1. Néoglucogenèse

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Fonctions:
 Production de NADPH,H+
 Pour la biosynthèses des acides gras et stéroïdes
 Pour la réduction du glutathion
 Production de ribose-5-P pour la biosynthèse des
AN(acides nucléiques)
 Elle ne consomme pas d’énergie
71
2. Voie des pentoses
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Deux phases principales:
 Une phase oxydative qui permet d’avoir du
rubulose-5P à partir de glc-6P avec 2 reactions de
réduction et une hydratation→Irreversible
 Une phase non oxydative permettant plusieurs oses
dont le ribose-5P→translation et isomérisation
72
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Caractéristiques:
 La voie des pentose phosphates se déroule dans
toutes les cellules
 Dans le cytoplasme
 Varie en fonction de tissus, en fonction du besoin
 Elle est totalement imbriquée avec la glycolyse
73
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Lieu et rôles:
 Foie →synthèse des acides gras et stéroïdes
 Tissus adipeux → synthèses des acides gras
 Glandes mammaires → synthèse des acides gras au
cours de lactation
 Tissu steroïdogène →synthèse de stéroïdes (testicule,
ovaire)
 Globule rouge → réduction du glutathion
74
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Phase 1: oxydative (1-3)
75
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
 Phase 2: réorganisation par isomérisation ou épimérisation
77
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
 Phase 2: réorganisation par isomérisation ou épimérisation
78
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
 Phase 3: réorganisation par transfert de groupes carbonés (6-8)
Série de réactions qui transfèrent des groupes à 2 ou 3 atomes de
carbone catalysées par deux enzymes: Transcétolase et
Transaldolase
79
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Radicaux selon les enzymes de transfert
80
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Transcetolase
81
phosphates
La cétose est toujours le donneur des carbones et l’aldose est l’accepteur.
La cétose après la réaction devient une aldose et vice-versa.

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Transaldolase
82
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Transcétolase
83
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Régulation
La première étape de la voie(catalysé par la Glucose-6-phosphate
déshydrogénase) est irréversible et cette étape contrôle le flux
dans la voie:
 le facteur régulateur le plus important est la concentration du NADP+
(disponibilité du substrat)
 le NADPH est inhibiteur compétitif de la Glucose-6-phosphate
déshydrogénase (compétition avec le NADP+ pour la liaison à l’enzyme)
84
phosphates

Chap 4: Anabolisme
de glucide
Régulation
85
phosphates

Conclusion
La glycolyse comme la glycogénolyse conduit à la
formation de pyruvate qui sera utilisé dans le cycle
de Krebs en milieu aérobie, pour une combustion
totale dans la mitochondrie.
86

Métabolisme de lipides
88
Vu d’ensemble
Acides gras
Acétyl-CoA
β-oxydation lipogenèse

Partie I: Catabolisme des lipides
89

Catabolisme des lipides
3 étapes successives
a- Acylation de CoASH: activation
b- Passage dans la mitochondrie
c- β-Oxydation
90
Vu d’ensemble

Chap 6: β-oxydation
• Lipolyse: ensemble des VM énergetiques →
phosphorylation de l’ADP en ATP grace à l’oxydation
des acides gras
• La β-oxydation → l’oxydation des acyl-CoA du
cytoplasme en Acetyl-CoA en présence des
transporteurs d’hydrogènes vers la mitochondrie
91
1. Définition

On distingue les carrefours métaboliques:
 La β-oxydation,
 Cycle de Krebs
 Chaine respiratoire mitochondriale
92
1. Définition

2.1. Acyl Thiokinase
93
2. Activation des AGL
Les acylthiokinases sont des
enzymes du cytoplasme qui
activent les acides gras
captés par les cellules, en
les liant au coenzyme A par
une liaison riche en énergie
-2ATP

2.2. Pyrophosphatase
94
2. Activation des AGL
L’activation de l’acide gras
en acyl-CoA est rendue
irréversible par la présence
dans les mêmes cellules
d’une enzyme très active, la
pyrophosphatase, qui
hydrolyse irréversiblement
tout le pyrophosphate
produit.

3.1. La carnitine
C’est un coenzyme
indispensable à la β-
oxydation
95
3. Transfert des AG activés
dans la mitochondrie

3.2. Carnitine transferases
- La carnitine acyltransferase I (enzyme clé) permet le transfert du
radical acyl des acyl-CoA sur la carnitine pour former acyl-
carnitine qui traverse la membrane mitochondriale sous l’action
d’une translocase
- La carinitine acyltransferase II transfert l’acyl du l’acyl-carnitine sur
le CoASH
96

3.2. Carnitine
transferases
97

4.1. Acyl-CoA deshydrogenase: Oxydation
98
4. Cycle de la β-Oxydation

4.2. Enol-CoA Hydratase: Hydratation
99

4.3. L-β-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase: Oxydation
100

4.4. β-Thiolase: Thiolyse
101

102
C16: 0 (2n=16)
7 cycles de β-oxydation (n-1)
Libère 8 acetyl-CoA (n)
Bilan:
7 cycles: 7 x 5 ATP
8 Acetyl-CoA: 8 x 12 ATP
Activation: -2 ATP
Soit: (131-2)ATP= 129 ATP

 Pour l’AG à 6 C
– La β-oxydation de l’AG:
• 3 Acétyl CoA =3 x 12 = 36 ATP
• 2 NADH, H+ = 2 x 3 = 6 ATP
• 2 FADH2 = 2 x 2 = 4 ATP
• TOTAL = 46 ATP
– Mais – 2 ATP d’activations
– Total final = = 44 ATP
103
Pour le glucose
•Glycolyse aérobie
•38 ATP.
Comparaison de la production d’énergie entre un AG à 6C et le glucose
6
ATP

Partie II: anabolisme des lipides
104

Chap 7: Biosynthèse
des lipides
La biosynthèse des acides gras et des lipides répond à
deux impératifs dans la cellule :
– fourniture des acides gras nécessaires à la synthèse des lipides
de structure ;
– mise en réserve de l’énergie ( aliments trop riches et excès)
- La synthèse des acides gras est entièrement cytosolique
105
1. Introduction

des lipides
La synthèse des lipides comme toute biosynthèse
nécessite :
– de l’énergie (ATP),
– du pouvoir réducteur (NADPH,H+)
–le seul précurseur (acétyl-CoA).
106
1. Introduction

des lipides
L'acétyl-CoA provient de :
– la ß-oxydation des acides gras (intra-
mitochondriale),
– l'oxydation du pyruvate (mitochondriale),
– la dégradation oxydative des acides aminés dits
cétogènes.
107
1. Introduction

des lipides
2.1. Transfert du Radical Acétyle
• Pour servir de précurseur dans le cytosol à la
synthèse des acides gras, le radical acétyle doit être
transporté de la matrice mitochondriale dans le
cytosol.
• Il est transporté à travers la membrane interne par
le système citrate.
108
2. Acides gras

Chap 7: Biosynthèse des lipides
2.2. Production du malonyl-CoA: Activation de Acetyl-CoA
109
2. Acides gras

des lipides
Condensation de l’acétyl-
ACP et malonyl-ACP pour
former l’acétoacétyl-ACP.
L’acétyl-CoA joue le rôle
d’accepteur de deux
carbones cédés par le
malonyl-ACP qui joue le
rôle d’un donneur.
110
2. Acides gras
2.3. Condensation
le HS-ACP: Acyl Carrier Protein→ un transporteur des radicaux acyles

des lipides
2.4. Réduction
L’acétoacétyl-ACP
est réduit en 3 β-
Hydroxybutiryl-ACP.
Le donneur des
protons et
d’électrons est le
NADPH,H+
111
2. Acides gras
Β-acetoacetyl ACP réductase
Acetoacetyl ACP
D-3-hydroxybutiryl-ACP

des lipides
2.5. Déshydratation
Elimination d’une
molécule d’eau du
β-Hydroxybutiryl-
ACP pour former le
2-énoyl-ACP
112
2. Acides gras
3-hydroxyacyl ACP déshydratase

des lipides
2.6. Réduction
Réduction de la
double liaison de
l’énoyl-ACP par
NADPH,H+ et
formation d’un acide
gras à 4 carbones:
butyryl-ACP
113
2. Acides gras
Enoyl ACP réductase

des lipides
• Elle a lieu dans le réticulum endoplasmique.
• Les triglycérides sont intensément fabriqués dans le
foie et dans les cellules adipeuses (adipocytes) et
intestinales.
• Deux précurseurs:
– le glycérol
– l'acétyl-CoA.
114
3. Triglycérides

des lipides
3.1. Origine du Glycérol
– Le glycérol provient de la réduction de la 3-
phosphodihydroxyacétone (3-PDHA) formée au cours de la
glycolyse.
– La réaction est catalysée par la 3-phosphoglycérol
déshydrogénase et donne le 3-℗glycérol
115
3. Triglycérides

des lipides
3.2. Etapes
La synthèse comporte trois étapes :
–Formation de l’acide phosphatidique,
–Déphosphorylation de ce dernier en diglycéride
–Estérification de la dernière fonction alcool du
glycérol.
116
3. Triglycérides

des lipides
 Formation de l'Acide Phosphatidique:
– Deux acyl-CoA réagissent sur le glycérol 3-℗ pour donner
l'acide phosphatidique.
– Les fonctions alcool primaire et secondaire du glycérol-℗
sont estérifiées grâce à l'action de l'acyltransférase.
117
3. Triglycérides

des lipides
 Formation du Diacylglycérol ou Diglycéride
– C’est le résultat de l’hydrolyse du groupement phosphate
de l’acide phosphatidique.
– La réaction est catalysée par une hydrolase appelée
phosphatidate phosphatase.
118
3. Triglycérides

des lipides
 Formation du Triacylglycérol ou Triglycéride
– Le diacylglycérol réagit avec un acyl-CoA pour
donner le triglycéride.
– Tous les acides gras peuvent être différents. Une
acyltransférase intervient.
119
3. Triglycérides

Conclusion
Régulation du métabolisme des lipides
L’action de masse
 Lipolyse
• Adrenaline, glucagon, anoxie Activation
• Insuline inhibition
 Β- oxydation acyl-CoA dans la mitochondrie
• Inhibition de l’ACT (Acyl Carnitine Translocase) par le malonyl-CoA
• Foie, neolipogénèse (insuline+, glucagon-)
120

CHAPITRE 8:METABOLISME DES
PROTEINES

CHAPITRE 8 : MÉTABOLISME DES ACIDES AMINÉS
• Les acides aminés constituent les monomères des
protéines
• Contrairement aux glucides et lipides, les acides
aminés en excès ne peuvent être stockés, ils sont alors
rapidement dégradés par transamination ou oxydation
pour donner un ion ammonium et un squelette
carboné.
• L’ion ammoniun est éliminé par excrétion ou par
l’uréogenèse

Le métabolisme des acides aminés répond à
deux objectifs chez les animaux :
– Maintenir le pool des acides aminés
– Assurer le renouvellement (turn-over) des
protéines

1. TRANSAMINATION ET DÉSAMINATION OXYDATIVE DU GLUTAMATE
Le foie est le site principal de dégradation des acides aminés chez les
mammifères
Le groupe α‐aminé de nombreux AA est transféré à l’α‐cétoglutarate pour
former le glutamate, qui est ensuite désaminé oxydativement pour
produire NH4+ (ion ammonium).

1.1. TRANSAMINATION
• Les enzymes qui catalysent le transfert d’un groupe α‐amine d’un
AA àun cétoacide sont des AMINOTRANSFÉRASES (réaction de
transamination).
• La transamination n’entraîne aucune désamination nette.

1.1.TRANSAMINATION

1.2. DÉSAMINATION OXYDATIVE DU GLUTAMATE
 La désamination oxydative du glutamate mène à la formation du NH4
+ et
α‐cétoglutarate
 Elle est réalisée dans la mitochondrie par Glutamate déshydrogénase

2. TRANSAMINATION ET DÉSAMINATION OXYDATIVE DU GLUTAMATE
Stœchiométrie finale (aminotransférase + glutamate déshydrogénase):

2.1. CYCLE DE L’URÉE (URÉOGENÈSE)
Le cycle de l’urée (dans le foie) est utilisé par
la plupart des vertébrés pour éliminer l’excès
de NH4
+ sous une forme moins toxique
Il se déroule en deux phase

2.1.CYCLE DE L’URÉE (URÉOGENÈSE)
Phase mitochondriale
1. La carbamoylphosphate synthétase utilise le CO2,
le NH4
+ et 2 ATP comme substrats pour former le
carbamoylphosphate.
2. L'ornithine carbamoyltransférase
(transcarbamylase) transfère le radical carbamoyle
sur l'ornithine pour former la citrulline.

2.1.CYCLE DE L’URÉE (URÉOGENÈSE)
Phase cytosolique
3. La citrulline est transportée dans le cytosol.
Sous l’action de l'argininosuccinate synthétase
la citrulline se condense avec l'aspartate pour
donner l'argininosuccinate avec consommation
d'une molécule d’ATP.

2.1. CYCLE DE L’URÉE (URÉOGENÈSE)
 Phase cytosolique
4. L’argininosuccinate lyase assure le clivage en arginine et en
fumarate.
5. L’hydrolyse de l’arginine termine le cycle. Il se forme de l’urée et
de l’ornithine. La réaction est catalysée par l’arginase.
L’urée est excrétée pour être éliminée dans l’urine, l’ornithine est
transportée dans les mitochondries pour réinitier le cycle.

2.3.DEVENIR DU SQUELETTE DE CARBONE APRÈS TRANSAMINATION
 Ala, Cys, Gly, Ser, Thr, Trp → pyruvate
 Asn, Asp → oxaloacetate
 Phe, Tyr → Fumarate
 Ile, Met, Thr, Val → Succinyl-CoA
 Arg, Glu, Gln, His, Pro → α-cetoglutarate
Les AA qui forment le pyruvate ou les intermédiaires du
cycle de Krebs sont dits glucoformateurs.

2.3.DEVENIR DU SQUELETTE DE CARBONE APRÈS TRANSAMINATION
Ile, Leu, Trp → Acetyl-CoA
Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr → acetoacetyl-CoA
La Leu et la Lys qui forment acétyl-CoA ou
acétoacétyl-CoA sont dits cétogènes

3. BIOSYNTHÈSE DES ACIDES AMINÉS
Les plantes et les bactéries sont capables de
synthétiser tous leurs acides aminés.
Les mammifères, seulement une partie.
Essentiels: à obtenir par l’alimentation.
Non essentiels: qui peuvent être synthétisés

•9‐10 acides aminés ne peuvent pas
être synthétisés par les mammifères.
•Histidine et Arginine, sont dits
semi‐essentiels car seuls les
nourrissons ont besoin d'un apport
exogène (on les
trouve dans le lait maternel).

 ASSIMILATION DE L’NH4+
L’NH4+ est assimilé dans les AA par la voie du glutamate et de
la glutamine

3.BIOSYNTHÈSE DES ACIDES AMINÉS
 ASSIMILATION DE L’NH4+
L’ion ammonium est incorporé dans la glutamine par l’action
de la glutamine synthétase, enzyme clé pour le contrôle du
métabolisme des acides aminés.

Provenance des intermédiaires:
o Oxaloacetate →aspartate→Asn, Met, Thr, Ile, Lys
o Pyruvate →Ala, Val, Leu,
o α-cetoglutarate →glutamate→Gln, Pro, Arg

3.BIOSYNTHÈSE DES ACIDES AMINÉS
Provenance des intermédiaires
o Ribose -5 phospahte →His
o Erythrose-4 phosphate →Phe, Tyr, Trp
o Phosphoénolpyruvate→Phe, Tyr, Trp
o 3-phosphoglycerate → Ser, Cys, Gly

Biochimie metabolique METUOR DABIRE_pdf.pdf

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Similaire à Biochimie metabolique METUOR DABIRE_pdf.pdf

Similaire à Biochimie metabolique METUOR DABIRE_pdf.pdf (20)

Plus de OuattaraBamory3

Plus de OuattaraBamory3 (14)

Biochimie metabolique METUOR DABIRE_pdf.pdf