CATBOLISME DES ACIDES AMINES

DR.S. BENYAHIA

Module de biochimie métabolique

2010/2011

I. INTRODUCTION

- Précurseurs des protéines et de nombreuses molécules

biologiques

- pas de mise en réserve, aa en excès sont catabolisés en

produits finaux divers

- tous les aa naturels métabolisés sont de la série L.

II. A.AMINES PLASMATIQUES

- Hydrosolubles

- libres dans le sang et le milieu extra¢

- Constituent le pool extra¢ = reflet de l’apport alimentaire

et métabolisme ¢

+ 20 aa protéinogènes :

AA acides : ASP, GLU

AA basiques: ARG, HIS, LYS

AA neutres : ALA, ASN, CYS, GLN, GLY, MET, PHE,

PRO, SER, THR, TRP, TYR

AA ramifiés: ILE, LEU, VAL

+ AA issus du métabolisme intermédiaire:

CIT, ORN, HCYS, TAU….

+ ALA et GLN = production musculaire importante

45% = 2 /3 GLN , 1/3 ALA

III.DISTRIBUTION TISSULAIRE DES AA

AA issus du catabolisme intestinale (prot alim et AAI) =

- ¾ Captés par le foie , ¼ par les tissus extrahep

- en fonction des besoins propres :

foie: +++ catabolisme sauf AA ramifiés

muscle : capte +++ AA ramifiés pour la synthèse de ses

prot, ces AA 25% du total (muscle)

rein:

- la Gln pour le maintien de l’Eq A-B

- Absorbe à l’aide de transporteurs spécifique 90% des AA

Filtrés, élimine 10% dans l’urine faible aminoacidurie

physiologique

- N2 des aa = 4,5% - 6% de l’N2 total urinaire

IV. TRANSPORT CELLULAIRE (MB)

1/ T. Spécifiques :

-Na+ dépendants

Syst A : ALA, SER, GLY, AAA

Syst ASC: ubiquitaire, petits AA neutres : ALA, SER, CYS

Syst B: AA basiques ARG, CYS, ORN

Syst N : spécifique des hépatocytes pour les AA neutres

riches en N2: GLN +++, ARG, HIS.

Syst X : AA acides: GLU, ASP

Syst imminoA: PRO, OHPRO

- Na+ indépendants

Syst L : LEU, ILE, VAL

2/ T. non spécifique: cycle -glutamyl

Surface des ¢: AA + glutathion (-glutamyl-cystéinyl-glycine)

Franchit mbn: -glutamyl-AA + cystéinyl-glycine

Cytosol : -glutamyl-AA

GLU + AA (Gln,Met, ≠A neutres)

CYS + ATP

-glutamyl-cystéine

GLUTATHION régénéré

-GT ENZ mbn

Glutathion synthétase

- les AA circulent librement dans le cytosol

- nécessitent des transporteurs pour franchir les mbn des

organites (mitochondrie et lysosome…)

V. ANOMALIES DU TRANSPORT

1. intolérance aux prot lysinuriques:

déficit du transp spécifique des AA dicarboxyliques (mbn

basolat des cell tubulaires rénales ou intestinales ): LYS, ARG,

ORN Élimination rénale de la lys (AAI) malnutrition prot

retard de croissance , oetéoporose, hypotonie musculaire

2. Cystinose :

défaut du tranp de la cystine, qui reste stockée dans les

lysosomes des cell du SRE et rénales déces par IRA

3. Syndrome du triple H:

hyperammoniémie + hyperornthinémie + homocitrullinémie :

défaut du transp de l’ORN et CIT dans le mitochondrie des

hépatocytes

VI. CATABOLISME DES ACIDES AMINES

Élimination de l’azote aminé(NH2)

TransaminationSauf Leu

Désamination:- Oxydative (Glu) - Non oxydative (Ser, Cys, Thr)

UREE (uréogenèse)= foie (4/5)

NH4+ (ammoniogenèse)= rein (1/5)

1

décarboxylation

Amines

Chaîne carbonée: Diverses réactions

1. CATABOLISME DE L’AZOTE AMINE

1.1. Transamination: foie +++, muscle (AAR), intestin

- ENZ transaminases = aminotransférases spécifiques

(cytosol)= transfère de α-NH2

- Coenz = PP = phosphate de pyridoxal (dérivé actif de la

pyridoxine =VIT B6)

- Couple accepteur α-cétoglutarate – glutamate formation

de grandes qtés de GLU

- 2 transaminases imptes = très actives et ubiquitaires ,

actions réversibles synthèse d’AA à partir α-cétoacides

correspondants

NH3+

R-CH-C00-

aa α aminé

0

R-C-C00-

aa α cétonique

-00C-(CH2)2-C0-C00- -00C-(CH2)2-CH-C00-

α-cétoglutarate NH3

+

GLU

PP

ALAT =alanine aminotransférase= TGP =transaminase glutamo-pyruvique ALA + α-cétoglutarate PYR + GLU

AST = aspartate aminotransférase = TGO = Transaminase glutamo-oxaloacétique

ASP + α-cétoglutarate OXALOACETATE + GLU

ALAT

PP

ASAT

PP

Le GLU formé subit une autre transamination dans la mitochondrie, qui le capte grâce à 1 transporteur spécifique

GLUOXA

ASP

PYR (issu de la glycolyse)

ALA FOIE

α-cétoglutarate

GLU

1 2

1: isoenz mitoc de ASAT dans le foie

2: isoenz mitoc de ALAT dans le muscle et l’intestin

Le foie métabolise la plupart des AA de la protéolyse intestinale et

musculaire et ALA NH2 de départ se retrouve sur:

+ ALA qui quitte le muscle et l’intestin pour le foie

+ ASP substrat de la néoglucogenèse hep

- Le foie site majeur des transaminations à l’exception

des AAR

- Le seul qui possède une tyrosine AT

- AAR abondants dans les protéines musculaires :

transaminations dans le muscle par AT spécifique

absente du foie;

1.2.R. DE DESAMINATION

Cytoplasme mitochondrie

Désamination non oxydative

Différentes ENZ spécifiques d’AA

Aα-cétonique correspondant

Désamination oxydative

Et non oxydative

3 ENZ actives :

-Glutaminase (GLNase)

- Glutamate déshydrogénase (GLDH)

- ENZ de clivage du glycocolle

Désamination non oxydative

Gln Glu + NH4+

Glnase

H20

Désamination oxydative

Glu α-cétoglutarate + NH4+

NAD+ / NADH,H+/NADP+ NADPH,H+

GLDH

H20

ATPGTP

ADPGDP

-+

ENZ de clivage du glycocolle : en NH3 et C02Complexe multiENZ à plusieurs coenz = NADP+, THF, PP

• Au total:

• Majeure partie de l’N2 aminé transite par le GLU pour

être libéré S/F de NH3 (ammoniac) et ASP

Substrats de l’uréogenèse = foie

• Une partie de NH3 intrahep est d’origine intestinale

provenant :

- De la désamination de la Gln endo ou exogène sous

l’action de la Glnase

- Du catab des AA par des ENZ bactéries intestinales

• Cet NH3 (toxique sous forme libre pour le SNC) rejoint le

foie par la veine porte

1.3. la glutamine et son importance dans le métabolisme

- amide du GLU : 1/3 du pool des AA libres

30% des AA totaux sanguins

Glu + NH3 Gln

- piège NH3

toxique

- assure son

transport sanguin

Gln synthétase (cytop)

ATP AP +Pi

Glnase (mitoc)

H20

Nombreuses fonctions:

- transport interorganes de l’N2: échanges de gln très actifs

entre Int, mus, rein et foie

- Substrat pour la synthèse de nucléotides

- Substrat énergétique pour les cellules à x rapide

(entérocytes)

Le rein + intestin la métabolisent activement

Le muscle la synthétise

Le foie selon l’équilibre A-B la synthétise ou la catabolise

Muscles:GLU + NH3

Glnase

GLN

REIN= ammoniogénèse GlnaseGln Glu + NH4+

GLDH

α-cétoglut arate+ NH4+(énergieNéoglu in situ)

Intestin: GLn endo + exogPYR désaminase AT GLU + NH3ALA

α-cétoglutamate

désaminase

α-cétoglutarate + NH3URINES

FOIE: GLU + NH3 - GLNGLN - GLU + NH3 AOA

α-cétoglut ASP UREE

Veine porte

Echanges interorganes de la GLN

2. DECARBOXYLATION

Donne les amines correspondantes

HIS Histamine (au cours des

réactions allergiques)

His décarboxylase (mastocytes)

PPH20 HCO3

-

3. CATABOLISME DE LA CHAINE CARBONEE

Après élimination de NH2 Ac organiques métabolisme intermédiaireSelon la situation métabolique le catabolisme : - production d’énergie via le cycle ce Krebs et CRM - néoglucogenèse hep (aa glucoformateur - synthèse d’ac gras (régimes hyperptitidiques)

• Catabolisme surtout hép , peu dans le mus et reins

• Catabolisme important dans certaines conditions

- nutritionnelles (régimes hyperprotidiques)

- pathologiques : diabète non équilibré, jeûne prolongé

protéolyse musculaire active

AA énergie

néoglucogenèse + cétogenèse énergie

• Catbolisme des 20 AA protéinogènes rejoint:

- Pour les AA glucform des intermédiaires de la glycolyse et

du cycles de Krebs

- Pour les AA cétoform des intermédiaires de la cétogenèse

• AA Cétof purs : LEU , LYS• AA mixtes: céto et glucof : ILEU, PHE, TYR, TRP• Les 14 autres AA sont uniquement glucof

AOA CITRATE

α-cétoglut

succynilCoA

fumarate

Cycle de KREBSmalate

ASN-ASP-

PHE-TYR-

ILEVAL ---------METTHR

PEP PYR ----------

GLUCOSESer <----glyCYSTHRALA <----TRP

---acétylCoA

TRPLYS acétoacetylCoA

HMGCoA

acetoacetate

ILE

LEU

TYR PHE

GLU GlnHISARGPRO