biochimie métabolique 1ère med glucides 2013. pr. alami. version imprimable.pdf
TRANSCRIPT
-
BIOCHIMIE METABOLIQUE
PCEM1 FACULT DE MDECINE ET DE PHARMACIE DE RABAT
PR. ALAMI OUAHABI NAMA
VERSION IMPRIMABLE PAR : ZEKRI MOURAD
1
Objectifs Globaux
A la fin du cours ltudiant doit tre capable de:
Identifier le catabolisme et lanabolisme
Matriser les grandes Voies mtaboliques Bio - nergtique.
Identifier les liens ractionnels entre les diffrents mtabolismes
Analyser le rle des processus de rgulation Mtabolique dans le maintien de la fonction de la cellule et de lorganisme
Identifier les consquences pathologiques dune rgulation dfaillante des mtabolites au niveau de la cellule et de lorganisme.
Identifier les processus molculaires et gntiques de la synthse protique et aux techniques de diagnostic Molculaire.
2
-
PROGRAMME DE BIOCHIMIE MTABOLIQUE :
Introduction:
Dfinition du mtabolisme
Rle du mtabolisme au niveau de la cellule et de lorganisme
Mtabolisme des Glucides: (10H) Digestion et absorption des glucides
Comprendre la Bio - nergtique dans le cadre de la rgulation de la Glycmie
Voie des pentoses et interconversion entre les oses
3
Mtabolisme des Lipides : (10H)
Rle biologique des Acides Gras
Digestion, mobilisation et transport des Acides Gras
Comprendre la Bio - nergtique dans le cadre de la Rgulation de la Lipolyse.
Biosynthse des Corps Ctoniques.
Biosynthse des Acides Gras, des Triglycrides et des Phospholipides.
Mtabolisme des particules Apo-lipoproteque
Biosynthse du Cholestrol des Sels Biliaires et des Hormones Strodes
4
-
5Mtabolisme des acides amins : (10H)
Rle biologique des acides amins
Etapes de synthse des acides amins endognes
Hydrolyse des protines alimentaires
Equilibre azot et voies dlimination de lazote
Mtabolisme des acides amins Glycine/Srine
Mtabolisme des acides amins soufrs Cystine/Mthionine
Mtabolisme des acides amins bi - carboxylique Glutamate/Aspartate
Mtabolisme des acides amins aromatiques Phnylalanine/Tyrosine
Rgulation du mtabolisme des acides amins et implications dans les
troubles mtaboliques
Mtabolisme des acides nucliques, synthse protique et initiations aux techniques de diagnostique Molculaire: (5H)
Rle et Biosynthse des acides nucliques
Synthse protique et rgulation de lexpression gntique.
Initiation aux techniques de diagnostic Molculaire.
Premire partie:
METABOLISME DES GLUCIDES
METABOLISME = ANABOLISME + CATABOLISME
CATABOLISME = OXYDATION DES MOLECULES
= ENERGIE = + ATP.
ANABOLISME = BIOSYNTHESE DE MOLECULES
= BESOIN DENERGIE = - ATP.
METABOLISMES BIOENERGITIQUES
6
-
78
-
910
Le besoin en acide ascorbique est de l'ordre de 1 mg/24 h,
-
La salive est le suc scrt par les glandes salivaires
Les enzymes salivaires ont peu d'activit : la plus efficace est
l'amylase salivaire.
L'amylase est une endoglycosidase qui hydrolyse les liaisons
osidiques de l'amidon.
L'amylase est scrte sous une forme directement active, par
les glandes salivaires et par le pancras.
11
12
-
Le suc gastrique est scrt par les glandes de la paroi gastrique.
Les entrocytes scrtent des enzymes qui achvent la digestion des
glucides (osidases).
Le maltose est un dissacharide issu de la digestion de l'amidon, qui est
hydrolys par la maltase en D-glucose.
L' -D-glucose est le produit final de la digestion de l'amidon.
L' -D-glucose est absorb par les entrocytes grce un rcepteur
spcifique de la bordure en brosse
13
Enzymes intestinales
14
-
L'absorption des nutriments par les entrocytes est mdie par des rcepteurs membranaires spcifiques trs varis.
Certains ont t individualiss :
rcepteurs des oses tels que GLUT-1 ou
GLUT-5
15
La consommation d'ATP est variable au cours du temps et l'apport alimentaire l'est aussi.
L'organisme doit donc rguler son mtabolisme nergtique,
L'ATP lui-mme est une rserve d'nergie pour les cellules,
mais son poids molculaire est lev et il ne peut donner qu'une liaison riche en nergie.
S'il fallait assurer notre besoin quotidien minimum en nergie (mtabolisme basal) il faudrait 124215 g d'ATP.
Or notre organisme tout entier n'en contient que 75 g ce qui nous assure une autonomie de 52 secondes !
16
-
Le glucose est un meilleur substrat nergtique pour les cellules, il
peut donner 38 liaisons riches en nergie par mole.
S'il fallait assurer notre mtabolisme basal avec du glucose en arobiose, il en
faudrait 471 g.
Or notre organisme tout entier n'en contient que 10 g ce qui nous assure une
autonomie d'une demi-heure.
Le glycogne est une forme de rserve nergtique. Il peut donner
39 liaisons riches en nergie par mole de glucose.
S'il fallait assurer notre mtabolisme basal avec du glycogne en arobiose, il
en faudrait 424 g.
Or notre organisme tout entier n'en contient que 400 g ce qui nous assure une
autonomie de 22 heures 30 mn.
Les triglycrides sont la meilleure forme de rserve nergtique de
notre organisme.
Ils peuvent donner 432 liaisons riches en nergie par mole. S'il fallait
assurer notre mtabolisme basal avec la graisse du tissu adipeux, il en
faudrait 190 g.
Or notre organisme tout entier en contient environ 7000 g ce qui nous assure
une autonomie de un mois !
17
18
-
Rgulation de la glycmie
Glycognolyse, gluconognse, glycognognse & glycolyse
19
Le foie est le lieu principal de stockage du glycogne, rserve nergtique
de glucose.
Au cours de la digestion le taux de glucose dans la veine porte est trs
lev.
En prsence d'insuline, des transporteurs de glucose (GLUT 2) sont
exprims dans la membrane plasmique et font entrer le glucose dans la
cellule o il est activ par la glucokinase, premire enzyme de la
glycognognse.
A jeun, le taux de glucose diminue beaucoup et les transporteurs de
glucose disparaissent.
D'autres transporteurs font sortir le glucose-6-phosphate, issu de la
glycognolyse ou de la gluconognse, vers les citernes du rticulum
endoplasmique, o il est dephosphoryl par la glucose-6-phosphatase.
Le glucose libre est alors scrt par les hpatocytes vers la veine sus-
hpatique pour maintenir la glycmie son taux normal.
20
Rgulation de la glycmie: La fonction glycognique du foie
-
21
Mcanismes hyperglycmiants
Notre organisme dispose de deux voiesmtaboliques permettant de faire augmenter la concentration de glucose dans le sang (glycmie):
- la glycognolyse
- la gluconognse
Mcanismes hypoglycmiants
La diminution de la glycmie:
- La glycognognse
- La glycolyse
Regulation hormonale L'adrnaline
Le glucagon
Le cortisol
Linsuline
22
Rgulation de la glycmieMcanismes hyperglycmiants et
hypoglycmiants
-
Beaucoup de cellules mettent de l'nergie en rserve sous forme de glycogne, surtout
lorsqu'elle dpendent beaucoup de la glycolyse pour leur mtabolisme nergtique
(neurones, globules rouges). Mais les rserves principales de glycogne se trouvent dans
les muscles et surtout dans le foie.
Pour mobiliser le glycogne vers le mtabolisme nergtique, il faut dpolymriser cette
substance et librer le glucose : c'est la fonction des enzymes de la glycognolyse.
Le glycogne est dcoup par les phosphorylases et l'enzyme dbranchant, puis
transform en glucose-6-phosphate. Le glucose-6-phosphate enfin sera utilis par la
glycolyse cytoplasmique, ou bien scrt sous forme de glucose libre dans le plasma.
23
Glycognolyse (dfinition)
24
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants :
1. La glycognolyse
-
25
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants :
1. La glycognolyse
26
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants :
1. La glycognolyse
-
27
Glycognolyse (schma gnral)
28
Glycognolyse (bilan)
-
Scrte par les glandes mdullosurrnales.
Hormone de rponse au stress, elle augmente le taux de l'AMPc, ce qui entrane
les effets suivants :
Activation de la glycognolyse (muscle, foie)
Inhibition de la glycognognse (muscle, foie)
Activation de la gluconognse hpatique (action antagoniste de celle de l'insuline).
Activation de la lipolyse (lipase hormono-sensible du tissu adipeux)
inhibition de la lipognse (foie, tissu adipeux)
L'adrnaline est aussi sympathomimtique : elle acclre le coeur (effet
inotrope positif), ce qui augmente le dbit d'Oxygne pour la chane respiratoire
mitochondriale.
29
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants:Rgulation hormonale de la glycognolyse Adrnaline
Hormone peptidique de 29 acides amins.
Scrt par le pancras (cellules A2 des lots de Langerhans), ds que le taux de
glucose dans le sang baisse (glycmie).
Hormone hyperglycmiante : elle favorise le retour de la glycmie la valeur basale.
Le glucagon augmente le taux de l'AMPc, ce qui entrane les effets suivants :
Activation de la gluconognse (action antagoniste de celle de l'insuline)
Activation de la glycognolyse
Inhibition de la glycognognse
Activation de la lipolyse
Inhibition de la lipognse
30
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants:Rgulation hormonale de la glycognolyse Glucagon
-
Lors de la glycognolyse, le taux de l'AMPc s'lve dans les cellules o le
glycogne est stock.
L'AMPc active les protines kinases A, qui phosphorylent plusieurs
protines du cytoplasme.
Tout d'abord la phosphorylase kinase qui une fois phosphoryle devient
active (Phosphoryle ).
Elle catalyse la phosphorylation de la phosphorylase inactive, qui devient
active, et phosphoryle son tour le glycogne en glucose-1-phosphate.
La phosphorylase kinase est galement active lorsque le taux de
Calcium augmente dans le cytoplasme.
En second lieu, les protines kinases A vont activer (phosphoryler) un
inhibiteur des protines phosphatases, enzymes qui pourraient catalyser
la dphosphorylation de la phosphorylase et de la phosphorylase kinase.
Enfin, si le taux du 5'AMP (non cyclique) s'lve dans la cellule, ce
produit est un activateur allostrique direct de la phosphorylase.
31
Activation de la phosphorylase
32
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants : la glycognolyse
Activation de la phosphorylase.
-
Hormone peptidique deux chanes d'acides amins : une chane A de 21 acides amins et unechane B de 30 acides amins.
Scrte par le pancras (cellules des lots de Langerhans), lorsque le taux de glucose dans le sang (glycmie) est lev.
Hormone hypoglycemiante : elle favorise le retour de la glycmie la valeur basale .
L'insuline active le mouvement des transporteurs de glucose dans les membranes plasmiques, ce qui favorise le transport actif du glucose vers le cytoplasme.
L'insuline diminue les taux des messagers secondaires : AMPc et Ca++, ce qui entrane les effetssuivants :
inhibition de la glycognolyse
inhibition de la gluconognse (action antagoniste de celle du glucagon et du cortisol)
activation de la glycognognse
activation de la lipognse
inhibition de la lipolyse.
33
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants:Rgulation hormonale de la glycognolyse Insuline
L'insuline:
Baisse le taux de l'AMPc dans ces cellules,
Inactive les protines kinases A.
L'inhibiteur des phosphoprotines phosphatases est dphosphoryl,
donc inactif et libre l'activit de ces phosphatases qui dphosphorylent
aussi la phosphorylase kinase et la phosphorylase.
Dans le foie l'insuline:
Augmente aussi le transport de glucose vers l'intrieur des cellules. Du
glucose est produit aussi par l'enzyme dbranchant.
Ce glucose est un activateur de la phosphorylase phosphatase qui
inactive son tour la phosphorylase.
Le glucose et le Glucose-6-phosphate ainsi que l'ATP sont aussi des
inhibiteurs allostriques de la Glycogne phosphorylase
34
Inhibition de la phosphorylase
-
35
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants : la glycognolyse
Inhibition de la phosphorylase
La gluconognse est un ensemble de voies mtaboliques qui conduisent denombreux substrats au glucose.
La plupart de ces voies commencent dans le cytoplasme par la transaminationdes acides amins glucoformateurs. Les produits issus des chanes carbonesde ces acides amins pntrent dans la mitochondrie pour aboutir :
l' -ctoglutarate (glutamine, glutamate, histidine, arginine, proline)
au propionyl-CoA (valine, isoleucine, mthionine, thronine)
au fumarate (phnylalanine, tyrosine)
au pyruvate (cystine, srine, glycocolle, alanine, tryptophane)
l'oxaloactate (asparagine, aspartate).
Des substrats non acides amins entrent aussi dans la gluconognse :
au niveau du pyruvate (lactate)
au niveau des trioses-phosphates (fructose, glycrol).
La fin de toutes ces voies est commune, conduisant des trioses-phosphates auglucose, qui sort de la cellule hpatique.
36
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants :
2. Gluconognse
-
Au cours du jene, les besoins pour maintenir une concentration constante de
glucose dans le sang pour assurer le mtabolisme nergtique du cerveau en
particulier, sont couverts par la glycognolyse. Mais les rserves de glycogne
tant limites, il faut recourir d'autres substrats pour synthtiser du glucose
et c'est la fonction des voies de gluconognse.
Les rserves susceptibles d'tre converties en glucose au cours du jene
prolong sont des acides amins contenus dans les protines des muscles ;
jamais les triglycrides. Les acides amins qui peuvent tre substrats de la
gluconognse sont dits glucoformateurs.
D'autres substrats servent aussi synthtiser du glucose dans le foie jeun :
le lactate de la glycolyse anarobie et le glycrol de la lipolyse priphrique.37
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants : 2. Gluconognse
Gluconognse (schma gnral)
38
-
Enzymes de la Gluconognse
Les enzymes de la glycolyse cytoplasmique catalysent des ractions quisont le plus souvent rversibles et qui sont capables de fonctionner danstoutes les circonstances mtaboliques.
Toutefois, il existe quelques tapes qui ncessitent des enzymes propres la gluconognse que nous venons de dtailler.
La phosphonolpyruvate carboxykinase (PEPCK) catalyse l'tape initiale dela gluconognse dans le cytoplasme partir de l'oxaloactate.
Le phosphonolpyruvate issu de cette raction ne peut pas tre le substratde la pyruvate kinase car cette dernire est fortement inhibe par leglucagon, hormone de la gluconognse.
La fructose 1,6-diphosphate phosphatase (Fru 1,6-P2 phosphatase) catalyseune raction d'hydrolyse du fructose 1,6-diphosphate en fructose 6-phosphate. Elle est la seule enzyme commune toutes les voies degluconognse et utilise exclusivement par la gluconognse. Elle estdonc rgulatrice de l'ensemble.
La glucose 6-phosphate phosphatase enfin est commune la glycognolyseet la gluconognse et contribue la rgulation finale du taux deglucose dans le sang.
39
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants : La gluconognse & Cycle des Cori
Dans le dbut de l'effort musculaire, la glycolyse cytoplasmique (GC) anarobie, utilise rapidement le glucose, et libre du pyruvate.
Le pyruvate est rduit en lactate par l'excdent de NADH ou transamin en alanine lorsque le muscle ( jeun) catabolise des acides amins.
Le lactate est transport par le sang vers le foie dont le mtabolisme fonctionne toujours en arobiose.
Le foie peut alimenter son mtabolisme nergtique uniquement grce la -oxydation en produisant des corps ctoniques.
Dans ces conditions, il peut faire sortir le malate hors de la mitochondrie et resynthtiser du glucose par la gluconognse (GNG).
Le lactate absorb par le foie est un substrat de cette gluconognse.
Le foie libre le glucose dans la circulation qui peut nouveau tre oxyd par les muscles.
L'association de la glycolyse anarobie des muscles et de la gluconognsedu foie constitue le cycle des CORI
(deux biochimistes C. et G. CORI).
40
-
41
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants : La gluconognse & Cycle des Cori
Le cortisol est synthtis partir du cholestrol des LDL, par les corticosurrnales.
Hormone glucocorticode, le cortisol active les facteurs de transcription des gnes de la gluconognse dans le foie (antagoniste de l'insuline) :
cathepsines (protases des muscles)
transaminases
pyruvate carboxylase
propionyl-CoA carboxylase
phosphonolpyruvate carboxykinase
fructose-1,6-diphosphatase
glucose-6-phosphatase.
42
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants : 2. GluconognseCortisol
-
Les protines qui se lient au promoteur (facteurs trans-rgulateurs) sont des effecteurs de la transcription : activateurs (squences enhancer) ou inhibiteurs (squences silencer). Leur liaison avec le promoteur dpend souvent de circonstances physiologiques qui induisent ou rpriment l'expression du gne.
Ainsi, la squence GRE (glucocorticoid responsive element), lorsqu'elle est lie une protine spcifique (rcepteur nuclaire d'hormone glucorticode), elle-mme lie au cortisol (hormone strode hyperglycmiante), active l'expression du gne situ en aval.
La reconnaissance de la squence GRE par le rcepteur des glucocorticodes li au cortisol induit la transcription des gnes de certaines protases endocellulaires (cathepsines), des transaminases et des enzymes propres de la gluconognse : pyruvate carboxylase, propionyl-CoA carboxylase, PEPCK, fructose 1,6-diphosphate phosphatase, glucose 6-phosphate phosphatase, ...
43
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hyperglycmiants : 2. GluconognseInduction par le cortisol
Rgulation de la glycmie: Mcanismes hyperglycmiants: Interconversions des oses:
HEXOSES PENTOSES.
PENTOSES HEXOSES.
(Voir voie des pentoses)
44
-
Notre organisme dispose de deux voies mtaboliques permettant de faire diminuer laconcentration de glucose dans le sang (glycmie):
- Glycognognse
Glycolyse
L'augmentation de la glycmie induit un mcanisme endocrinien produisant unemolcule informationnelle (hormone) : l'insuline.
Cette hormone agit en diminuant le taux intracellulaire d'AMPc (second messager).Les repas s'accompagnent de la digestion des hydrates de Carbone qui sont absorbssous forme de glucose libre dans le sang.
L'insuline, scrte aprs les repas (priode post-prandiale), agit au niveau du musclepour activer la glycolyse (au cours de l'effort) ou la mise en rserve du glucose par laglycognognse (glycogne musculaire).
L'insuline agit aussi au niveau du foie pour faciliter la captation du glucose venantdirectement de l'intestin par la veine porte et la glycognognse (glycognehpatique).
L'insuline agit encore au niveau du foie et du tissu adipeux pour induire lesmcanismes (activation des enzymes, dphosphorylations et transcription des gnes)de la transformation du glucose sanguin en triglycrides de rserve (graisse) par lalipognse et le stockage de la graisse dans les cellules du tissu adipeux (adipocytes).
45
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hypoglycmiants :
Lors de la digestion, la veine porte conduit de l'intestin vers le foie des quantitsimportantes de sucres qui sont capts par les hpatocytes, transforms en glucose etmis en rserve sous forme de glycogne hpatique.
A partir du glucose sanguin, dans les priodes de repos, les muscles reconstituentaussi leurs rserves de glycogne, de mme que toutes les cellules contenantnormalement du glycogne. Cette synthse de glycogne est la fonction des enzymesde la glycognognse.
Le glucose entre dans la glycognognse sous forme libre ou sous forme d'esters :glucose-6-phosphate ou glucose-1-phosphate.
L'Uridine triphosphate est un coenzyme indispensable cette voie mtabolique. Unenzyme branchant achve de donner au glycogne linaire sa structure dfinitive.
Les autres oses provenant de la digestion (galactose, fructose) entrent dans laglycognognse par des voies mtaboliques propres qui n'existent que dans le foie.
Le dernier rsidu de glucose ajout par la glycognognse l'extrmit d'unebranche de la molcule de glycogne sera toujours le premier enlev par laglycognolyse lors de la priode de jene suivante.
46
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hypoglycmiants : 1. Glycognognse
-
Glucokinase = Hexokinase D
47
Phosphoglucomutase
48
-
Uridine Tri Phosphate = UTP
49
Glucose 1-phosphate uridyl transfrase
UDP-glucose pyrophosphorylase
50
-
Glycogne synthase
51
Glycognognse (schma gnral)
52
-
Activation de la glycogne synthase
L'insuline agit principalement en activant les protinesphosphatases qui dphosphorylent les enzymes de laglycognognse.
La glycogne synthase active est dphosphoryle.
La phosphorylation par la glycogne synthase kinase la renddpendante du taux du glucose 6-phosphate
La glycogne synthase kinase elle mme est rendue active parune phosphorylation dpendant de l'AMPc.
L'insuline active la phosphatase qui dphosphoryle la glycognesynthase kinase et donc l'empche d'inhiber la glycognesynthase.
D'autres glycogne synthase kinases sont inhibes par l'insulinepar d'autres voies de transduction, aboutissant de multiplesdphosphorylations qui activent plus ou moins efficacement laglycogne synthase.
53
Activation de la glycogne synthase
54
-
Inhibition de la glycogne synthase
55
Lors de la digestion, des acides gras ou du glucose en excs sont capts
par le foie ou le tissu adipeux pour tre mis en rserve sous forme de
graisse dans les adipocytes.
La transformation des acides gras en triglycrides, et la synthse des
acides gras partir des glucides sont les fonctions des voies
mtaboliques de la lipognse.
Le coenzyme NADPH est indispensable la synthse des acides gras.
Les voies mtaboliques conduisent les substrats de carrefour en
carrefour mtabolique.
56
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hypoglycmiants : 2. Lipognse
-
Le glucose plasmatique est un nutriment pour toutes les cellules.
Son oxydation en bicarbonate ou en lactate, dont l'nergie permet la production del'ATP, est un ensemble de voies mtaboliques : la glycolyse.
Le substrat passe par des carrefours mtaboliques : glucose 6-phosphate, pyruvate,coenzymes transporteurs d'Hydrogne.
On distingue entre ces carrefours les voies mtaboliques suivantes : Glycolyse cytoplasmique, du glucose-6-phosphate au pyruvate ; Cycle de KREBS, de l'actate au bicarbonate ; Chane respiratoire mitochondriale, des coenzymes transporteurs d'Hydrogne
l'eau et de l'ADP l'ATP ; Glycognolyse, du glycogne au glucose 6-phosphate.
Le glucose substrat de la glycolyse provient aussi de l'interconversion des oses (galactose, mannose), la digestion des polyosides alimentaires.
57
Rgulation de la glycmieI. Mcanismes hypoglycmiants : 3. La glycolyse
58
-
59
60
-
61
62
-
63
64
-
65
66
-
67
68
-
69
70
La glycolyse anarobieLactate dshydrognase
-
71
72
Mtabolisme du pyruvateEntre dans la mithocondrie
-
Pour expliquer le fonctionnement de l'enzyme qui va utiliser ce pyruvate, il nous faut dcrire plusieurs coenzymes que nous rencontrons pour la premire fois.
Le pyrophosphate de thiamine (ou Thiamine pyrophosphate, en abrg TPP) est le premier de ces coenzymes.
Le deuxime phosphate est li par une liaison covalente avec l'enzyme. La thiamine pyrophosphate est donc un coenzyme li.
L'ensemble de la pyrimidine et du noyau thiazole constitue la thiamine, ou vitamine B1. Le besoin quotidien de vitamine B1 est de 1 2 mg/jour.
73
Mtabolisme du pyruvateLe pyrophosphate de thiamine = TPP
74
-
Le pyrophosphate de thiamine est le coenzyme transporteur
d'aldhydes, l'exception du formaldhyde.
Grce son Hydrogne labile la thiamine peut s'additionner sur la
double liaison de la fonction aldhyde.75
Mtabolisme du pyruvateAldhyde + thiazole
L'acide lipoque est un coenzyme qui a la structure d'un acide gras
8 Carbones.
Un noyau est form par les trois derniers Carbones et deux atomes
de Soufre lis par une liaison covalente.
La fonction acide du Carbone 1 est lie par une liaison amide une
lysine de l'enzyme : le lipoamide est donc un coenzyme li.76
Mtabolisme du pyruvateLe lipoamide
-
Le lipoamide est un coenzyme transporteur d'Hydrogne. En
rduisant la liaison qui unit les deux atomes de Soufre on fixe deux
atomes d'Hydrogne. La forme rduite est appele
dihydrolipoamide.77
Mtabolisme du pyruvateDihydrolipoamide / Lipoamide
Le coenzyme A est un cofacteur trs important dont la structure s'apparente celle des coenzymes nuclotidiques de la chane respiratoire.
On y trouve d'abord la structure de l'AMP : adnine, ribose et acidephosphorique. Une deuxime molcule d'acide phosphorique estrifie leCarbone 3 du ribose.
L'acide pantoque est amidifi par la -alanine. Ils forment ensemble l'acidepantothnique ou vitamine B5.
78
Mtabolisme du pyruvate
Coenzyme A
-
La partie active du coenzyme A est la fonction thiol de la cystamineterminale. C'est pour cela qu'on crit CoA-SH pour indiquer la forme libre du coenzyme.
Le coenzyme A est un transporteur de radicaux acides.
La plupart des acides carboxyliques du mtabolisme ont une forme active lie au coenzyme A. On les appelle acyl-coenzyme A. Par exemple l'acide actique est activ en actyl-coenzyme A.
79
Mtabolisme du pyruvate
Acyl - Coenzyme A
80
-
81
82
-
83
Mtabolisme du pyruvatePyruvate dshydrognase (bilan)
84
-
Le cycle de KREBS est une voie mtabolique de la mitochondrie,
qui oxyde l'acide actique de l'actyl-CoA en bicarbonate, en
prsence de coenzymes qui transportent les Hydrognes vers la
chane respiratoire mitochondriale.
85
Cycle de Krebs (schma gnral)
Sources d'nergie du muscle
86
-
87
Le cycle de Krebs
88
-
89
90
-
91
92
-
93
La nucloside diphosphate kinase est une enzyme prsente dans toutes les
cellules.
Elle catalyse le transfert du troisime phosphate et de sa liaison riche en nergie
d'un nucloside triphosphate vers un nucloside diphosphate.
Elle permet ainsi l'change d'nergie entre l'ATP et les autres coenzymes
transporteurs d'nergie : GTP principalement, mais aussi UTP et CTP.
94
-
95
96
-
97
La chane respiratoire mitochondriale roxyde les
coenzymes transporteurs d'Hydrogne et cette oxydation
est couple avec la phosphorylation de l'ATP.
Ainsi la roxydation d'un NADH produit par les
dshydrognases du cycle de KREBS, consomme 1/2 mol
d'Oxygne et produit 3 liaisons riches en nergie dans
l'ATP et 125 kJ de chaleur.
98
Le cycle de KrebsChane respiratoire mitochondriale
(NADH) (bilan)
-
99
100
-
101
102
-
103
Dans le cas o la glycolyse se fait partir d'un glucose dtach duglycogne, le bilan se calcule en faisant la somme des bilans de laglycognolyse, de la glycolyse cytoplasmique, de la pyruvatedshydrognase, du cycle de KREBS et de la chane respiratoiremitochondriale.
L'oxydation de ce glucose produit 39 liaisons riches en nergie aulieu de 38, soit un rendement en ATP peine plus lev que celuidu glucose libre.
Dans ce bilan, l'nergie de l'oxydation du glucose apparat sousforme d'ATP, mais aussi de chaleur. Le calcul est fait dans desconditions standard, mais les concentrations relles des substratsdemandent plus d'nergie pour permettre la synthse des liaisonsriches en nergie de l'ATP et librent donc moins de chaleur.
104
Le cycle de KrebsChane respiratoire mitochondriale
(NADH) (bilan)
-
105
Voie des pentoses-phosphates
Voie des pentoses-phosphates (schma gnral)
106
-
La voie des pentoses phosphates, dite aussi shunt des pentoses,est une voie mtabolique du cytoplasme partiellement rversible,entre deux carrefours mtaboliques de la glycolyse cytoplasmique :le glucose-6-phosphate et le fructose-6-phosphate.
Elle peut fonctionner pour : oxyder du glucose en bicarbonate pour rduire le NADP+ en NADPH
convertir le fructose en pentoses (ribose, ribulose, xylulose) pour lasynthse des acides nucliques, par exemple
(chez les vgtaux ses enzymes participent la photosynthse).
107
108
-
109
110
-
111
112
-
113
114
-
115